Принципы построения кластера - Администрирование параллельных процессов
Архитектура вычислительных кластеров появилась как развитие принципов построения систем MPP (высокопроизводительных систем) на менее производительных и массовых компонентах, управляемых операционной системой общего назначения. Кластеры также как и MPP системы состоят из слабосвязанных узлов, которые могут быть как однородными, так и, в отличие от MPP, различными или гетерогенными.
Особое внимание при проектировании высокопроизводительной кластерной архитектуры уделяется обеспечению высокой эффективности коммуникационной шины, связывающей узлы кластера. Так как в кластерах нередко применяются массовые относительно низкопроизводительные шины, то приходится принимать ряд мер по исключению их низкой пропускной способности на производительность кластеров и организацию эффективного распараллеливания в кластере. Так например пропускная способность одной из самых высокоскоростных технологий Fast Ethernet на порядки ниже, чем у межсоединений в современных суперкомпьютерах МРР-архитектуры.
Для решения проблем низкой производительности сети применяют несколько методов:
- - кластер разделяется на несколько сегментов, в пределах которых узлы соединены высокопроизводительной шиной типа Myrinet, а связь между узлами разных сегментов осуществляется низкопроизводительными сетями типа Ethernet/Fast Ethernet. Это позволяет вместе с сокращением расходов на коммуникационную среду существенно повысить производительность таких кластеров при решении задач с интенсивным обменом данными между процессами. - применение так называемого "транкинга", т. е. объединение нескольких каналов Fast Ethernet в один общий скоростной канал, соединяющий несколько коммутаторов. Очевидным недостатком такого подхода является "потеря" части портов, задействованных в межсоединении коммутаторов. - для повышения производительности создаются специальные протоколы обмена информацией по таким сетям, которые позволяют более эффективно использовать пропускную способность каналов и снимают некоторые ограничения накладываемые стандартными протоколами (TCP/IP, IPX). Такой метод часто используют в системах класса Beowulf.
Основным качеством, которым должен обладать высокопроизводительный кластер является горизонтальная масштабируемость, так как одним из главных преимуществ, которые предоставляет кластерная архитектура является возможность наращивать мощность существующей системы за счет простого добавления новых узлов в систему. Причем увеличение мощности происходит практически пропорционально мощности добавленных ресурсов и может производиться без остановки системы во время ее функционирования.
В системах с другой архитектурой (в частности MPP) обычно возможна только вертикальная масштабируемость: добавление памяти, увеличение числа процессоров в многопроцессорных системах или добавление новых адаптеров или дисков. Оно позволяет временно улучшить производительность системы. Однако в системе будет установлено максимальное поддерживаемое количество памяти, процессоров или дисков, системные ресурсы будут исчерпаны, и для увеличения производительности придется создавать новую систему или существенно перерабатывать старую. Кластерная система также допускает вертикальную масштабируемость. Таким образом, за счет вертикального и горизонтального масштабирования кластерная модель обеспечивает большую гибкость и простоту увеличения производительности систем.
Похожие статьи
-
Сеть кластера - Администрирование параллельных процессов
Основные типы локальных сетей, задействованные в рамках проекта Beowulf, - это Gigabit Ethernet, Fast Ethernet и 100-VG AnyLAN. В простейшем случае...
-
Назначение вычислительного кластера - Администрирование параллельных процессов
Кластеры используются в вычислительных целях, в частности в научных исследованиях. Для вычислительных кластеров существенными показателями являются...
-
Узлы кластера - Администрирование параллельных процессов
Это или однопроцессорные ПК, или SMP-сервера с небольшим числом процессоров (2-4, возможно до 6). По некоторым причинам оптимальным считается построение...
-
Для администрирования кластера кафедры АИС для организации параллельных процессов было выбрано следующее программное обеспечение. 1. Intel® cluster...
-
Дистрибутивы развертывания кластера - Администрирование параллельных процессов
ParallelKnoppix - это модификация хорошо известного Linux-дистрибутива Knoppix live CD, которая позволяет установить кластер компьютеров для выполнения...
-
Существующие принципы администрирования Кластер -- группа компьютеров, объединенных высокоскоростными каналами связи, представляющая с точки зрения...
-
Цели создания проекта - Администрирование параллельных процессов
Создание кластера для организации параллельных вычислений связано с развитием и внедрением таких суперсистем, использование которых позволит упростить...
-
Архитектура кластера кафедры АИС За основу проектирования кластера взята высокопроизводительная сетевая система Beowulf. Такой кластер имеет гетерогенную...
-
Установка и администрирования PVM - Администрирование параллельных процессов
Для установки PVM в системе необходимо создать каталог, где будет располагаться система PVM. Будем считать, что установка PVM в каталог /pvm3. В этот...
-
Взаимодействие задач с PVM - Администрирование параллельных процессов
В системе PVM каждая задача, запущенная на некотором процессоре, идентифицируется целым числом, которое называется идентификатором задачи (TID) и по...
-
Модели параллельных вычислений - Администрирование параллельных процессов
Параллельное программирование представляет дополнительные источники сложности необходимо явно управлять работой тысяч процессоров, координировать...
-
Структура кластера и его параметры Вычислительный кластер -- это совокупность компьютеров, объединенных в рамках некоторой сети для решения одной задачи,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Администрирование параллельных процессов
Последние годы во всем мире происходит бурное внедрение вычислительных кластеров - локальных сетей, с узлами из рабочих станций или персональных...
-
Моделирование параллельных программ Рассмотренная схема проектирования и реализации параллельных вычислений дает способ понимания параллельных алгоритмов...
-
Программное обеспечение кластера, Операционная система - Администрирование параллельных процессов
Операционная система При построении кластера для организации параллельных вычислений более рационально иcпользовать свободно распространяемую...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Администрирование параллельных процессов
В данной дипломной работе были рассмотрены вопросы, касающиеся разработки кластера для организации параллельных вычислений, а так же администрирование...
-
Распределение задач между процессами - Администрирование параллельных процессов
Распределение подзадач между процессорами является завершающим этапом разработки параллельного метода. Надо отметить, что управление распределением...
-
Постановка задачи - Администрирование параллельных процессов
В рамках дипломного проекта необходимо провести работы по администрированию кластера для организации параллельных вычислений. Работа заключается в том,...
-
Языки и методы параллельного программирования - Администрирование параллельных процессов
Применение параллельных архитектур повышает производительность при решении задач, явно сводимых к обработке векторов. Автоматическое распараллеливание...
-
Распараллеливание процессов - Администрирование параллельных процессов
Старые линейные методы программирования не подходят для написания программ, эффективно использующих многопроцессорную технологию. Необходимо поменять...
-
Управление задачами в PVM - Администрирование параллельных процессов
Управление задачами в PVM осуществляется на основе некоторого набора функций. Существует два варианта (два стиля) написания параллельных задач для PVM. В...
-
Разделение вычислений на независимые части - Администрирование параллельных процессов
Выбор способа разделения вычислений на независимые части основывается на анализе вычислительной схемы решения исходной задачи. Требования, которым должен...
-
Коммуникационная библиотека PVM - Администрирование параллельных процессов
PVM (Parallel Virtual Machine) является продуктом исследовательского проекта по сетевым вычислениям в гетерогенной сетевой среде. Общая цель этого...
-
Параллельная виртуальная машина кластера кафедры АИС - Администрирование параллельных процессов
Так как в основе кластера АИС лежит параллельная система Beowulf, в качестве основы его вычислительной среды используем коммуникационную библиотеку PVM...
-
Меры пожарной безопасности - Администрирование параллельных процессов
Пожар - это неконтролируемое во времени и пространстве горение, наносящие материальный ущерб и создание угрозу жизни людей. Понятие пожарная безопасность...
-
Эксплуатационные расходы, Выводы - Администрирование параллельных процессов
Эксплуатационные расходы, связанные с функционированием ЛВС, определяются по формуле: ЗЭкс = ЗМз + ЗЭ + ЗЗп + ЗАм, (4.8) Где ЗМз - затраты на материалы и...
-
Вычислительные эксперименты для оценки эффективности параллельного варианта метода Гаусса для решения систем линейных уравнений проводились при следующих...
-
Принцип реализации СЛАУ на кластере - Администрирование параллельных процессов
Метод Гаусса - широко известный прямой алгоритм решения систем линейных уравнений, для которых матрицы коэффициентов являются плотными. Если система...
-
Анализ работы СЛАУ на кластере - Администрирование параллельных процессов
Системы линейных уравнений возникают при решении ряда прикладных задач, описываемых дифференциальными, интегральными или системами нелинейных...
-
Тема: "Основные устройства ЭВМ, их функции и взаимосвязь в процессе работы. Магистрально - модульный принцип построения ПЭВМ" Цель урока: Объяснить...
-
Коммуникационная библиотека MPI MPI это интерфейс прикладного программирования к библиотеке пересылки сообщений, содержащий в себе спецификации к...
-
Масштабирование набора подзадач - Администрирование параллельных процессов
Масштабирование разработанной вычислительной схемы параллельных вычислений проводится в случае, если количество имеющихся подзадач отличается от числа...
-
Выделение информационных зависимостей - Администрирование параллельных процессов
При наличии вычислительной схемы решения задачи после выделения базовых подзадач определение информационных зависимостей между ними обычно не вызывает...
-
Передача сообщений в PVM - Администрирование параллельных процессов
Посылка сообщений в PVM предназначена для передачи данных между различными процессам и состоит из трех шагов. 1. Первый шаг состоит в том, что буфер...
-
ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ - Администрирование параллельных процессов
Источники электромагнитного излучения бывают естественные и искусственные. К естественным источникам относится магнитное поле Земли. Оно характеризуется...
-
Аппаратный состав кластера Построение кластерной системы класса Beowulf реализуется на существующих рабочих станция при лаборатории Tempus DESAS кафедры...
-
Процесс декомпозиции - Администрирование параллельных процессов
Распараллеливание программ сводится к процессу декомпозиции задачи на независимые процессы, которые не требуют последовательного исполнения и могут,...
-
Оценка стоимости внедрения проекта - Администрирование параллельных процессов
Общие затраты на проектирование и создание сети определяются: KLAN = K1 + K2 (4.6) Где К1 - производственные затраты; К2 - капитальные вложения. Оценим...
-
Определение капитальных затрат - Администрирование параллельных процессов
Капитальные вложения являются единовременными затратами, направленными на строительство, расширение и реконструкцию. Если оценивать производство, всегда...
-
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ - Администрирование параллельных процессов
Целью дипломного проектирования является администрирование кластера. В основе кластера лежит локальная вычислительная сеть, настроенная таким образом,...
Принципы построения кластера - Администрирование параллельных процессов