Clusters

Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías

Sistemas Operativos Avanzados
Clusters

Carlos Oliva Terán

El termino cluster, se aplica a los conjuntos de ordenadores construidos mediante la utilización de componentes de hardware comunes, disponibles en el mercado de consumo, y que se comportan como si fuesen un único gran ordenador. Hay muchos tipos de clusters, puesto que ladefinición de por si, no especifica mas, que una unión abstracta de maquinas, sin detallar su función exacta. Los clusters son usualmente empleados para mejorar el rendimiento y/o la disponibilidad de lo que puede ofrecer un solo ordenador. Es mucho mas barato, construir un cluster, con múltiples maquinas, que su equivalente en un único ordenador individual, con una potencia comparable.
Una vez,aclarada la parte física de un cluster, tenemos que tener en cuenta, que existen cientos de configuraciones posibles, para un cluster. Siempre depende de las necesidades y la finalidad del cluster. Podemos hacer un cluster de alto rendimiento, donde cada nodo, es un 100% mas de potencia final, y los procesos van migrando de un nodo a otro, según vayan estando disponibles. Esto lo podríamos tomarcomo computación en paralelo, similar al comportamiento de un sistema con procesadores de varios núcleos, o varios procesadores. También podríamos hacer que el cluster se comportara como un único sistema enorme, con un solo disco duro y un único SO. O por el contrario, que cada nodo tuviera su propio disco duro y SO independiente. Para clusters de alto rendimiento, es mucho mas cómodo y manejable,montarlo con un solo SO. A esto se le llama cluster SSI (Single System Image). Una imagen única del sistema, oculta la naturaleza heterogénea y distribuida de los recursos, y los presenta a los usuarios y a las aplicaciones como un recurso computonacional unificado y sencillo. Por otra parte, un cluster de alto rendimiento que no sea SSI, lo podríamos definir como Grid, que la traducción técnica alespañol, seria la de granja de proceso. Cada nodo es independiente, y es controlado por un Host, quien es el encargado de dirigir los procesos a los diferentes nodos.
También existen otros tipos de clusters, como los de alta disponibilidad, que están diseñados, para que el servicio que ofrecen, no quede interrumpido por un fallo mecánico, ya sea, por el disco duro, o el equipo entero. Estostienen una forma similar a la de un Raid-1 en un equipo estándar. Pongamos como ejemplo ocho nodos, dos de ellos, funcionan con un balance de carga, es decir, que funciona como un cluster de alto rendimiento entre esos dos. Los otros dos, no son mas que una copia del mismo, teniendo en su interior, una copia idéntica de los datos del los dos principales. Y los otros cuatro, serian la replica de loscuatro anteriores. Sin embargo no hay que confundir el termino, los últimos cuatro, no funcionan como servidores de Backup, como los dos anteriores. Si no que están en un modo especial de escucha, si por algún motivo los dos principales, dejasen de funcionar, los procesos migrarían, del servidor de Backup, a los dos siguientes, sin ningún tipo de interrupción en el servicio. Y de esta forma, los dosservidores de Backup primarios, dejarían de guardar información, para detener la información, en el punto en el que dejaron de funcionar los dos primarios. Así es fácil reemplazar un componente, o el equipo entero, mientras sigue funcionando el servicio en los otros nodos.
Los diferentes tipos de clusters, también pueden tener diferentes tipos de funcionamiento, incluso para el mismo fin. Untermino que se empezó a usar a final de los años 90, fue el de Numa. Numa (Non Uniform Memory Acces) es un diseño de memoria utilizado en sistemas multiprocesador, donde la memoria se accede en posiciones relativas de otro procesador o memoria compartida entre procesadores. Bajo Numa, un procesador puede acceder a su propia memoria local de forma mas rápida que a la memoria no local.
La idea...