110 likes | 265 Views
Методы построения и программное обеспечение вычислительных кластеров. Дмитрий Лайком гр. 8ВМ23. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ. Требования к аппаратному обеспечению 1. Высокая готовность. 2. Высокое быстродействие. 3. Масштабирование. 4. Общий доступ к ресурсам.
E N D
Методы построения и программное обеспечение вычислительных кластеров Дмитрий Лайком гр. 8ВМ23
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ Требования к аппаратному обеспечению • 1. Высокая готовность. • 2. Высокое быстродействие. • 3. Масштабирование. • 4. Общий доступ к ресурсам. • 5. Удобство обслуживания.
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ Пути достижения параллелизма Под параллельными вычислениями понимаются процессы обработки данных, в которых одновременно могут выполняться нескольких машинных операций • режим разделения времени(Псевдопараллельная работа) • параллельное выполнение(Конвеерные и векторные устройства) • распределенные вычисления
МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ • По физической реали • Кластеры специальной разработки • Кластеры, которые строятся на базе уже имеющихся локальных сетей • По способу представления вычислительных узлов • Кластер расположен в виртуальной среде • Кластер на основе физических серверов • По однородности вычислительных узлов кластеры • Однородными • Смешанного типа
МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ • Вычислительная сеть и коммутация вычислительного кластера. • канальный адаптер главного узла (обеспечивают соединение центрального процессора главного узла со структурой InfiniBand) • канальный адаптер целевого узла (обеспечивают соединение структуры InfiniBand с другими устройствами ввода/вывода типа Ethernet, FibreChannel) • Коммутатор • маршрутизатор
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ Операционная система Система управления задачами кластера Система мониторинга кластера
Интерфейс MPI, как основная среда межпроцессорной передачи данных MessagePassingInterface (MPI, интерфейс передачи сообщений) — программный интерфейс (API) для передачи информации, который позволяет обмениваться сообщениями между процессами, выполняющими одну задачу.
MPI.NET — реализация MPI для Windows. • MPICH — самая распространённая бесплатная реализация, работает на UNIX-системах и Windows NT. • MPI/PRO forWindows NT — коммерческая реализация для Windows NT. • Intel MPI — коммерческая реализация для Windows / Linux. • Microsoft MPI входит в состав Compute Cluster Pack SDK. Основан на MPICH2, но включает дополнительные средства управления заданиями. Поддерживается спецификация MPI-2. • HP-MPI — коммерческая реализация от HP. • SGI MPT — платная библиотека MPI от SGI. • Mvapich — бесплатная реализация MPI для Infiniband. • Open MPI — бесплатная реализация MPI, наследник LAM/MPI. • Oracle HPC ClusterTools — бесплатная реализация для Solaris SPARC/x86 и Linux на основе Open MPI. • MPJ — MPI forJava.
Система мониторинга кластера • Уровень загрузки процессоров вычислительного кластера. • Уровень загрузки память на узлах. • Контроль трафика по сети Ethernet. • Контроль трафика по сети InfiniBand. • Уровень загрузки жестких дисков на вычислительных узлах. • Уровень загрузки кластера каждым из пользователей. • Доступность узлов вычислительного кластера. • Отчеты по температурным и другим показателям.
СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КЛАСТЕРОВ Высокоскоростная среда передачи данных Многосокетные вычислительные узлы Надежная дисковая подсистема Бездисковые серверы Гибридные кластеры с использованием GPU