1 / 24

Вычислительные Кластеры

Вычислительные Кластеры. Кластер. 2 / 30. Группа компьютеров , объединённых высокоскоростными каналами связи и представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс. Разновидность параллельной или распределённой системы , которая:

lewis-mcfarland
Download Presentation

Вычислительные Кластеры

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Вычислительные Кластеры

  2. Кластер 2/30 • Группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи и представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс. • Разновидность параллельной или распределённой системы, которая: • 1. состоит из нескольких связанных между собой компьютеров; • 2. используется как единый, унифицированный компьютерный ресурс. Грегори Пфистер (Gregory F. Pfister) Один из первых архитекторов кластерной технологии

  3. Схема кластера 3/30 • Основные компоненты: • Узлы кластера (одно- и мультипроцессорные (многоядерные) компьютеры) • Межпроцессорные связи (heartbeat) • Разделяемые диски (SCSI, Fiber Channel)

  4. Fibre Channel Clusters 4/30 Прямое соединение (direct attach) SAN-соединение (SAN-attach)

  5. Fibre Channel Clusters 5/30 Консолидация или объединение кластеров (Cluster consolidation)

  6. Топология кластера 6/30

  7. Топология кластера 7/30 Данные топологии кластера (в формате Pajek) представленные программой VANTED (Visualization and Analysis of Networks containing Experimental Data) Исходный граф

  8. Виды кластеров 8/30 • Отказоустойчивые кластеры (High-availability clusters, HA) • Кластеры с балансировкой нагрузки (Load balancing clusters) • Высокопроизводительные кластеры (High-performance clusters, HPC) • Grid-системы

  9. Отказоустойчивые кластеры 9/30 HA ClustersилиFailover Clusters создаются для обеспечения высокой доступности сервиса, предоставляемого кластером. Избыточное число узлов (минимум 2), входящих в кластер, гарантирует предоставление сервиса в случае отказа одного или нескольких серверов. Создано множество программных решений для построения такого рода кластеров. В частности, для GNU/Linux, FreeBSD и Solaris существует проект бесплатного ПО Linux-HA.

  10. Схема HA кластера 10/30 • Методы повышения надежности: • Зеркалирование дисков (Disk mirroring) • Избыточные связи LAN • Избыточные связи SAN • Избыточные линии энергоснабжения и защита UPS

  11. Кластеры с балансировкой нагрузки 11/30 Load balancing clusters распределяют запросы через один или несколько входных узлов(front-ends), которые перенаправляют их на обработку в вычислительные узлы(back-end servers). Первоначальная цель такого кластера — производительность, однако, в них часто используются также и методы, повышающие надёжность. Подобные конструкции называются серверными фермами(server farms). Программное обеспечение может быть как коммерческим (OpenVMS Cluster, Platform LSF HPC, Sun Grid Engine, Moab Cluster Suite, Maui Cluster Scheduler), так и бесплатным (Linux Virtual Server, Mosix).

  12. Схема Load balancing кластера 12/30 Балансировка нагрузки SAN Балансировка нагрузки вебсерверов

  13. Схема Load balancing кластера 13/30 Аппаратная и программная балансировка нагрузки

  14. Высокопроизводительные кластеры 14/30 High performance cluster (HPC)позволяют увеличить скорость расчетов, разбивая задание на параллельно выполняющиеся потоки. Область применения — научные исследования. Одна из типичных конфигураций — набор серверов с установленной на них операционной системой Linux (кластер Beowulf). Для HPC создается специальное ПО, способное эффективно распределять задачу между узлами.

  15. Схема Beowulfкластера 15/30 Группа идентичных РС (Client node) под управлением ОС Lunix (Server node), объединенных в небольшую TCP/IP LAN

  16. IBM Roadrunner 16/30 Архитектура 12,960 IBM PowerXCell 8i CPUs 6,480 AMD Opteron dual-core processors, Infiniband, Linux 6,120 Opteron (2 cores) + 12,240 PowerXCell 8i (9 cores) = 122,400 cores Потребляемая мощность 2.35 MW Занимаемая площадь296 racks (560м2) Память 103.6 TiB Производительность 1.7 petaflops (peak) Цена US$133M

  17. LINPACK TOP500 17/30

  18. Roadrunner TriBlade 18/30 Схема TriBlade модуля (платы QS22, LS21 и Expansion Blade)

  19. Схема Roadrunner 19/30 3 модуля TriBlade образуют BladeCenter H 4 BladeCenter H монтируются в 42U стойку

  20. Схема Roadrunner 20/30 15 стоек образуют Connected Unit Весь кластер состоит из 18 CUs

  21. Grid-системы 21/30 Грид (англ. grid — решетка, сеть) — согласованная, открытая и стандартизованная компьютерная среда, которая обеспечивает гибкое, безопасное, скоординированное разделение вычислительных ресурсов и ресурсов хранения информации, которые являются частью этой среды, в рамках одной виртуальной организации. Грид является географически распределенной инфраструктурой, объединяющей множество ресурсов разных типов (процессоры, долговременная и оперативная память, хранилища и базы данных, сети), доступ к которым пользователь может получить из любой точки, независимо от места их расположения.

  22. Схема Grid-системы 22/30 Центральный узел (Control Server) распределяет задачи по узлам грида (Grid Node) и контролирует результат

  23. Grid вычисления 23/30 SETI@home Folding@home Climate Prediction LHC@home …

  24. Персональный суперкомпьютер 24/30 Tesla С870 Tesla S870 Tesla D870

More Related