Общее определение понятия «кластер»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ МОЛДОВА
Молдавский Государственный университет
Математический факультет
Кафедра Информатики
КУРСОВАЯ РАБОТА
«Методы конфигурирования и установки кластеров под
Windows и Linux»
студента 2 курса
(Ф.И.О.)
Ульянова Николая Викторовича
Специальность: Информатика
Научный руководитель:
(степень, звание)
И.О. Фамилия
_____________________
Работа защищена с оценкой
«___» (_________________)
“____” _____________2015г.
Кишинев 2015
Оглавление
Введение. 2
1. Общее определение понятия «кластер». 3
1.1. История создания. 3
2. Классификация кластеров. 5
2.1. Кластеры высокой доступности. 5
2.2. Кластеры распределения нагрузки. 6
2.3. Вычислительные кластеры. 6
3. Контроллер кластера. 7
4. Файловые и операционные системы в кластерах. 8
5. Создание кластера. 9
5.1. Процесс создания кластера под ОС Linux. 9
5.2. Процесс создания кластера под ОС Windows. 13
Заключение. 23
Библиография. 24
Введение.
В наше время очень важно понимать, что новейшие инновации в области программирования, разнообразные приложения, требуют самых мощных компьютеров. Но, не всегда мощность одного единственного ПК может удовлетворить потребность программы. Именно поэтому пользователю необходим единый мощный аппаратный ресурс, чем и является – кластер.
Кластеры – являются очень эффективными средствами объединения нескольких компьютеров, впоследствии которого, они предоставляют ряд преимуществ:
· Если на одном узле «умер» процесс, он, поднимится на другом узле.
· Нагрузка автоматически распределяется на все узлы.
В большинстве случаев, кластеры серверов функционируют на раздельных компьютерах. Это позволяет повышать производительность за счёт распределения нагрузки на аппаратные ресурсы (как я уже говорил) и обеспечивает отказоустойчивость на аппаратном уровне.
Однако, принцип организации кластера серверов (на уровне программного протокола) позволяет исполнять по нескольку программных серверов на одном аппаратном. Такое использование может быть востребовано:
- при разработке и тестировании кластерных решений;
- при необходимости обеспечить доступность кластера только с учётом частых изменений конфигурации серверов — членов кластера, требующих их перезагрузки (перезагрузка производится поочерёдно) в условиях ограниченных аппаратных ресурсов.
На примере данной работы я рассмотрел создание кластера под операционными системами Linux и Windows.
Общее определение понятия «кластер».
1.1. История создания
Кластер — группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи, представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс. Кластер - слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений, и представляющихся пользователю единой системой. Один из первых архитекторов кластерной технологии Грегори Пфистер дал кластеру следующее определение: «Кластер — это разновидность параллельной или распределённой системы, которая:
- состоит из нескольких связанных между собой компьютеров;
- используется как единый, унифицированный компьютерный ресурс».
Обычно различают следующие основные виды кластеров:
- отказоустойчивые кластеры (High-availability clusters, HA, кластеры высокой доступности)
- кластеры с балансировкой нагрузки (Load balancing clusters)
- вычислительные кластеры (High perfomance computing clusters, HPC)
- системы распределенных вычислений
История создания кластеров неразрывно связана с ранними разработками в области компьютерных сетей. Одной из причин для появления скоростной связи между компьютерами стали надежды на объединение вычислительных ресурсов. В начале 1970-х годов группой разработчиков протокола TCP/IP и лабораторией Xerox PARC были закреплены стандарты сетевого взаимодействия. Появилась и операционная система Hydra для компьютеров PDP-11 производства DEC, созданный на этой основе кластер был назван C.mpp (Питтсбург, штат Пенсильвания, США, 1971 год). Тем не менее, только около 1983 года были созданы механизмы, позволяющие с лёгкостью пользоваться распределением задач и файлов через сеть, по большей части это были разработки в SunOS (операционной системе на основе BSD от компании Sun Microsystems).
Первым коммерческим проектом кластера стал ARCNet, созданный компанией Datapoint в 1977 году. Прибыльным он не стал, и поэтому строительство кластеров не развивалось до 1984 года, когда DEC построила свой VAXcluster на основе операционной системы VAX/VMS. ARCNet и VAXcluster были рассчитаны не только на совместные вычисления, но и совместное использование файловой системы и периферии с учётом сохранения целостности и однозначности данных. VAXCluster (называемый теперь VMSCluster) — является неотъемлемой компонентой операционной системы HP OpenVMS, использующих процессоры DEC Alpha и Itanium.
Два других ранних кластерных продукта, получивших признание, включают Tandem Hymalaya (1994, класс HA) и IBM S/390 Parallel Sysplex (1994).
История создания кластеров из обыкновенных персональных компьютеров во многом обязана проекту Parallel Virtual Machine. В 1989 году это программное обеспечение для объединения компьютеров в виртуальный суперкомпьютер открыло возможность мгновенного создания кластеров. В результате суммарная производительность всех созданных тогда дешёвых кластеров обогнала по производительности сумму мощностей «серьёзных» коммерческих систем.