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COMPUTACIÓN EN CLÚSTER - Coggle Diagram
COMPUTACIÓN EN CLÚSTER
DEFINICIÓN DE CLÚSTER
Sistema de computación basado en hardware estándar conectado por una red dedicada (de altas prestaciones) dedicado a un propósito específico.
CARACTERÍSTICAS
Hardware y Nodos del cluster:
Procesador: Intel Pentium, AMD Athlon, Compaq Alpha, IBM PowerPC, Sun SuperSparc (1-2...Ghz)
Memoria:
SDRAM, DDR o similar (1-4 GB)
Almacenamiento:
SCSI o RAID
Red del cluster:
Éste es un elemento clave y puede implicar >50% del coste de la instalación y la solución barata: Ethernet (10-100-1000Mb/seg).
REDES DE UN CLÚSTER
Tecnologías de red actuales que aumentan radicalmente el ancho de banda y reducen ligeramente la latencia.
Poseen un modo síncrono "zero-copy"
Páginas de memoria virtual compartidas
Interfaces virtuales asociadas a páginas
Interfaces básicas de baja latencia
ESTÁNDARES DE COMUNICACIÓN
Interfaz del hardware debe ser nativa o emulada para la comunicación
Mapeo de regiones de memoria física a interfaces virtuales de red
Versiones de MPI sobre VIA e InfiniBand
ESTÁNDARES DE HARDWARE DE E/S
6 Modelos de comunicación
Soporte de RDMA e IPv6
HARDWARE DE RED
Ethernet, FastEthernet, GigaEthernet
Emulaciones de VIA.yGiganet (cLAN)
Implementación de VIA (1.26Gbps) y Myrinet
Redes reprogramables de baja latencia.
Encaminamiento cut-through y detección de caidas.
Protocolo GM.yOtros: QsNet, ServerNet, SCI, ATM, FiberChannel, HIPPI, ATOLL,…
SOFTWARE DE DESARROLLO
Linux
Es libre, barato, rápido y de fácil desarrollo
Beowulf y Solaris
Buen soporte de paralelismo y servicios de red
Solaris MC Y AIX
Poseen herramientas de desarrollo potente
BONUS: Wolfpack
MIDDLEWARE Y SSI
SSI: Single System Image
Se intenta dar la visión de cara al usuario de un sistema único.
Todo el clúster se muestra como un monoprocesador virtual
Servicios
Punto único de acceso, Jerarquía de archivos única, Punto de gestión y control único, Red virtual única, Gestión de trabajos única, Interfaz de usuario único, Espacio de E/S único, Espacio de procesos único, Checkpointing y Migración de procesos.
HERRAMIENTAS DE PROGRAMACIÓN Y DESARROLLO
Soporte de threads, Pthreads o OpenMP y Paso de mensajes para clusters, MPI, MPICH o LANMPI y PVM
DSM: Distributed shared memory
Software: TreadMarks, Linda o NanosyHardware: DASH o MerlinyParallel debuggers o herramientas de instrumentación.
HERRAMIENTAS DE ADMINISTRACIÓN
Gestión Remota
Instalación de software, copia de archivos y Acceso a recursos como los procesos, usuarios y otra información
Herramientas SP2, Cluster Command & Control (C3), Sistemas de planificación y gestión de colas de trabajo y reparto del uso del clúster.
Sistemas de Entrada/Salida:
Los CPUs incrementan exponencialmente, los sistemas de E/S van mucho más deprisa y la E/S de procesos de alto rendimiento es el “cuello de botella”.
Solución: Paralelismo, sistemas de E/S paralela: MPI I/O, Sistemas de ficheros paralelos: ParFiSys, GPFSySistemas de E/S inteligente: Armada, Panda