Tbb szmtgp sszekapcsolsnak fbb mdjai Ksztette Molnr Veronika

Több számítógép összekapcsolásának föbb módjai Készítette: Molnár Veronika Fazekas Erzsébet Hajnalka

Hálózatokról általában: "A hálózat maga a számítógép" n A hálózat kettő vagy több számítógép egymással összekapcsolt rendszere n Itt a számítógépek különböző kategóriájúak lehetnek (nagyszámítógéptől kezdve a mikrokomputerig). n

A hálózatok létrejöttének főbb céljai: q n n n Az egyébként nehezen elérhető perifériákat több felhasználó is könnyebben elérheti Adatokhoz, amelyek fizikailag más helyen vannak, a hálózaton keresztül könnyen hozzáférhetünk Lehetővé vált a felhasználók közötti információcsere Üzembiztonság fokozása - egy számítógép kiesése esetén azt helyettesítheti a hálózatba kapcsolt másik gép

Fürtözött rendszerek Cluster

Clusterek: Üzleti és tudományos céllal is használják n Üzleti szempontokból a fürtözött rendszerek előnye elsősorban a magas rendelkezésre állás n

Tudományos érv a fürtök mellett: Kedvező az ár/teljesítmény arány n Ma már bárki összeépíthet egy szinte szuper számítógépes teljesítményt nyújtó, tudományos célú fürtözött rendszert, miközben az ár töredéke lehet egy azonos számítási teljesítményt nyújtó szuperszámítógépének n

További előnyök: n n Az SMP (shared memory multi-processor) vagy MMP (massively parallel multi-processor) rendszerekhez képest, hogy azonos processzorszám, illetve számítási teljesítmény mellett rendszerint olcsóbban telepíthetők, a felépítésből adódóan érzéketlenebbek a hibákra A több csomópontból álló rendszerek az egyik csomópont kiesése esetén nem omlanak össze, teljesítményük ugyan lecsökken, azonban a fürt továbbra is működőképes marad, az alkalmazások futása folytatódhat. Természetesen mindig az adott alkalmazástól függ, hogy lehet-e és érdemes-e fürtözött rendszeren futtatni

Hátrányok: n n Mivel több számítógépből állnak, ezért a felügyeletük, menedzsmentjük bonyolultabb, azonban attól, hogy a csomópontok száma nő, nem bonyolódik a rendszer A sok alkatrész miatt a hibalehetőségek száma is magas, azonban mivel a csomópontok azonos felépítésűek és a felhasznált alkatrészek viszonylag olcsóak, ezért a javítások vagy cserék egyszerűek

Google: n n Talán nem túlzás azt állítani, hogy a Google alapjául szolgáló cluster az üzleti szférát tekintve a világ legnagyobb fürtözött rendszere A Google kereső motorját a kezdetektől fogva úgy tervezték, hogy hatékonyan működjön egy clusteren. 2002 végi adatok szerint a keresőmotort egy több mint 15 ezer számítógépből álló fürt szolgálta ki, amelyben ugyanúgy megtalálhatóak voltak egyprocesszoros, Celeron-alapú számítógépek, mint két Xeon lapkára épülő rendszerek

Fürtök típusai: HPC (High-Perfomance Computing) n HA (High Availability) n Load-balancing n SSI (Single System Image) n Grid n

HPC (High-Perfomance Computing): n n n Nagy számításigényű tudományos-technikai szoftverek futtatása, ahol elsődleges cél a minél nagyobb számítási teljesítmény Ezért legtöbbször tudományos számításokhoz használják Az ilyen klaszterek legtöbbször kifejezetten erre a célra írt programokat futtatnak, hogy ki tudják használni a párhuzamos feldolgozás adta előnyöket

A HPC-k hatalmas munkaterhelésre vannak optimalizálva: a klaszter egy elkülönített gépe – miközben végzi a saját számítását – aktívan tud kommunikálni a többi állomással n (Természetesen HPC cluster építésének csak akkor van értelme, ha a futtatni kívánt feladat párhuzamosítható. ) n

Alkalmazás: HPC-jellegű clusterekkel rendszerint egyetemeken, kutatólaboratóriumokban, illetve digitális tartalomkészítéssel foglalkozó stúdiókban, renderfarmokon találkozhatunk n (a Top 500 lista előkelő helyein foglalnak helyet az új-zélandi WETA Digital renderfarmjai, amelyeken a Gyűrűk ura filmtrilógia trükkjei készültek). n

Érdekesség: n Az egyik legrégebbi és legismertebb HPC-jellegű cluster a Beowulf nevet kapta. A Beowulfot 1994 nyarán építették a NASA Goddard Space Flight Centerben: a rendszer eleinte 16 darab i 486 DX processzoros csomópontot tartalmazott, amelyeken Slackware Linux operációs rendszer futott. A csomópontokat 10 Mbps Ethernet hálózat kapcsolta össze. Mivel ezt a fajta "szuperszámítógépet" kiskereskedelemben megvásárolható alkatrészekből is könnyen, olcsón össze lehetett állítani, ezért nagyon gyorsan népszerűvé vált nem csak a NASA-n belül, hanem az egész világon. A hasonló, kiskereskedelemben kapható alkatrészekből összeállított HPC fürtöket ma már szokás egyszerűen Beowulf-fürtnek is nevezni.

HA (High Availability): Magas rendelkezésre állás az üzleti alkalmazások részére n A HA clusterek esetében a csomópontok kommunikációja rendszerint csupán az "életjelekre" korlátozódik n

Célja: n több számítógép és periféria olyan módon kapcsolódjon össze, hogy azok egyetlen rendszert alkossanak, amely akkor is működőképes marad, ha valamely komponens meghibásodik

Alkalmazás: n általában bankokban, tőzsdéken, globális helyfoglalási rendszerekben, internetes áruházakban, illetve más, elektronikus tranzakciókat bonyolító helyeken találhatók

Load-balancing:

Cél: n a nagy hálózati terhelés megosztása a csomópontok között. Felépítés: n túlnyomó többségben két csomópontot tartalmaznak, amelyek azonos adatbázissal dolgoznak, vagyis azonos háttértárra vagy tárolóhálózatra (SAN) kapcsolódnak

Alkalmazás: n Oracle, IBM DB 2, Sybase adatbáziskezelő alkalmazások használnak ilyen fürtöket

Érdekesség: n A load balance és high availability funkciókat egyszerre valósítja meg az Oracle Real Application Clusters (RAC). Az Oracle RAC esetében az adatbáziskezelő több számítógépen önállóan fut, azonban azonos adatbázisból dolgoznak. A csomópontoknak egyformán írnak, olvasnak és törölnek adatokat. Éppen ezért az egyik csomópont meghibásodása esetén az adatbáziskezelő nem áll le, csupán a teljesítmény csökken, azaz a fürt továbbra is ki tudja szolgálni a kéréseket.

SSI (Single System Image): n n n Nagy rendelkezésre állást biztosító fürtözött rendszer, amely az alkalmazások és az operációs rendszer felé is egy számítógépnek látszik. Az SSI fürtök megkívánják a JÓ operációs rendszert és alkalmazásokat, ezért telepítésük rendkívül erőforrás-igényes. A világ jelenlegi legnagyobb teljesítményű SSIfürtös számítógépe, a 4096 processzort tartalmazó NEC Earth Simulator

GRID

Mese n n Képzeljetek el rengeteg számítógépet, mondjuk sok milliót. Vannak köztük asztali PC-k és munkaállomások, központi egységek és szuperszámítógépek, adattárak és egyéb eszközök, mint például meteorológiai érzékelők és vizualizációs berendezések. Képzeljétek el, hogy ezek a világ minden táján jelen vannak. Nyilvánvalóan ezek sok különböző emberhez (diákok, orvosok, titkárnők…) és szervezethez (cégek, egyetemek, kórházak …) tartoznak. Ebben eddig semmi új nincsen…

Most képzeljétek el, hogy ezen számítógépek mindegyikét csatlakoztatják az Internethez.

Még mindig nem sok újdonságot mondtunk.

n n Most pedig kapcsoljuk a számítógépeket úgy, hogy egyetlen hatalmas, erőteljes számítógépként viselkedjen! Többé nem okoz gondot, ha a futtatni kívánt program nincs telepítve gépünkre: megkérhetjük a gridet, hogy futtassa távolról ezt a progit egy ismerősünk számítógépén, vagy ha az foglalt, akkor másolja át a programot egy másik gépre vagy gépek egy csoportjára, melyek éppen kihasználatlanul állnak jelenleg.

Sőt! n A grid megtalálja saját magától a legmegfelelőbb helyet a program futtatásához, és oda fogja telepíteni azt.

Amennyiben nagy mennyiségű adatot kell elemeznünk a világ több pontjáról, felkérhetjük a gridet ennek elvégzésére. n Ismét, a Grid meg fogja találni a legalkalmasabb adatforrást helyét a mi pontosításunk nélkül is, és elvégzi az adat elemzését, bárhol is legyen az n

Tulajdonképpen miért is használunk/használjunk gridet? n Mert az az adatmennyiség, melyre szükségünk van, óriási, és különböző intézetekben található – Ha a feldolgozást egy különálló gépen végeznénk, hamar belebotlanánk a jelenlegi technika szabta korlátokba: egyszer csak (valószínűleg elég hamar…) elfogyna a memória, megtelne a háttértár, valamint a feldolgozás lefutása jobb esetben éveket venne igénybe

Megoldás: n memória-megosztás, adatmegosztás, valamint a több processzornak köszönhetően a futási idő jelentősen lerövidül n (Az Eötvös Loránd Tudományegyetemen a nyelvi laborban található grid, de itt a kedves, segítőkész, éleslátású, hatalmas munkabírású, jóképű, szorgalmas, és mindezek felett okos rendszergazdák két UT 2004//WOW party között mindig sikerrel oldották meg a felmerülő problémákat (az elmúlt 2 napban…))