Multicomputadores Tipo Cluster

• Introducción • Características generales • Tipos de clusters • Modelos de Almacenamiento • Redes para clusters

Un cluster es una tipo de arquitectura paralela distribuida que consiste de un conjunto de computadores independientes (y bajo coste en principio) interconectados operando de forma conjunta como un único recurso computacional

Sin embargo, cada computador puede utilizarse deforma independiente o separada

•Múltiples nodos de computación •Los nodos pueden encontrarse encapsulados en un solo contenedor (típicamente interconectados por una SAN), o estar físicamente diferenciados (interconectados por una LAN). •Los nodos pueden ser PCs, estaciones de trabajo o SMPs. •Diferentes sistemas operativos •UNIX, Linux, W2000, WXP, … •Red de interconexión de altas prestaciones•Myrinet, Infiniband, Gigabit Ethernet, … •Diferentes tipos de interfaz de red •En el bus E/S, en el bus de sistema, en el procesador. •Protocolos rápidos de comunicación •Active messages, Fast messages, VIA, …

•Middleware: SSI ( Single System Image) •SSI ofrece al usuario una visión unificada de todos los recursos del sistema •SSI se define mediante hardware o software. •Middleware:Disponibilidad •Infraestructura de alta disponibilidad, que incluye servicios de checkpointing, recuperación tras fallo, tolerancia a fallos, … •SSI puede implementarse a tres niveles •Nivel hardware: Se ve el cluster como un sistema de memoria compartida distribuida (ej. Digital Memory Channel, DSM, …). •Nivel kernel SO: Ofrece alto rendimiento a las aplicaciones secuenciales y paralelas. Por ejemplo,gang-scheduling para programas paralelos, identificación de recursos sin uso, acceso global a recursos, migración de procesos (balanceo de carga), … (ej. Solaris MC, GLUnix, …). •Nivel aplicación o subsistema: Software de planificación y gestión de recursos (ej. LSF, CODINE, CONDOR, …), herramientas de gestión del sistema, sistemas de ficheros paralelos, …

•Entornos y herramientas de programaciónparalela •Programación: MPI, PVM, OpenMP, DSM (Threadmarks, Linda), … •Depuradores paralelos: TotalView. •Análisis de rendimiento: VT (IBM SP), MPE, Pablo, Vampir, … •Administración: Parmon. •Aplicaciones •Aplicaciones paralelas o distribuidas, secuenciales.

• Integración que tengan todos los elementos software que existan en cada nodo • Tipos: • Acoplamiento fuerte. • Software cuyos elementosse interrelacionan mucho unos con otros y posibilitan la mayoría de las funcionalidades del cluster de manera altamente cooperativa • Un Kernel distribuido entre los nodos (S.O. Distribuido) • Kernel en cada nodo que presentan todo el cluster como un sistema computador homogéneo con acceso a todos los recursos.

• Sistema de nombres únicos y mapeo de todos los recursos físicos

• Tipos: •Acoplamiento medio. • No se necesita conocimiento exhaustivo de los recursos de otros nodos. • Sin embargo hay recursos que se siguen presentando de forma unificada aunque no pertenezcan a un solo nodo (Openmosix Capacidad de computación) • Acoplamiento débil. • Basados en aplicaciones construidas mediante bibliotecas: MPI, PVM, CORBA... • No existe capa de software que homogeneice el conjunto de losrecursos. El cluster es visto como un conjunto de computadores a los cuales se tiene cierto acceso.

• Centralizado: • Un nodo maestro para configurar el comportamiento de todo el sistema. • Este nodo es un punto crítico del sistema. • Facilita una mejor gestión del cluster • Descentralizado: • Modelo distribuido donde cada nodo se administra y gestiona. • Pueden utilizar aplicaciones de altonivel centralizadas para gestionar. • Información de configuración en archivos locales • Más tolerancia a fallos • Mayor dificultad en administración

• Homogéneo: • Todos los nodos se basan en la misma arquitectura y presentan recursos muy similares. • Heterogéneo: • Cluster compuesto de nodos distintos en alguno de estos aspectos: • Tiempos de acceso distintos • Arquitecturas distintas •...