Sistemas Multiprocesadores - Cluster

5/16/2018 Sistemas Multiprocesadores - Cluster - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/sistemas-multiprocesadores-cluster 1/20

SISTEMASMULTIPROCESADORES -CLUSTER



El término clúster (a veces españolizado como clúster) seaplica a los conjuntos o conglomerados de computadorasconstruidos mediante la utilización de hardware comunes y

que se comportan como si fuesen una única computadora. El cómputo con clústeres surge como resultado de la

convergencia de varias tendencias actuales que incluyen ladisponibilidad de microprocesadores económicos de altorendimiento y redes de alta velocidad, el desarrollo deherramientas de software para cómputo distribuido de alto

rendimiento, así como la creciente necesidad de potenciacomputacional para aplicaciones que la requieran. Simplemente, un clúster es un grupo de múltiples

ordenadores unidos mediante una red de alta velocidad, detal forma que el conjunto es visto como un único ordenador,más potente que los comunes de escritorio.

Los clústeres son usualmente empleados para mejorar elrendimiento y/o la disponibilidad por encima de la que esprovista por un solo computador típicamente siendo máseconómico que computadores individuales de rapidez ydisponibilidad comparables.



Componentes del Clúster

Un clúster es un grupo de sistemasindependientes que funcionan juntos.



C o m p o

n e n t e s

d e C l ú s

t e r

Nodos

Objetos de

ClústerServidores

virtuales MSCS

hardware ysoftware



Tipos - Fail-over: Consiste en la conexión de una ovarias computadoras conectadas en redutilizándose una conexión heartbeat paramonitorear cual de sus servicios está en uso, asícomo la sustitución de una máquina por otracuando uno de sus servicios haya caído.



- Load-balancing: Utilizado en los servidores web,el cluster verifica cual de las máquinas de éste poseemayores recursos libres y así, asignarle el trabajopertinente. Actualmente, los cluster load-balancingson también fail-over con el extra de balanceo decarga y número de nodos.



- High Performance computing: Cluster

destinado al alto rendimiento, capacidadmuy alta de proceso para cómputo degrandes volúmenes de datos.



- Beowulf: Cluster: diseñadosespecíficamente para tareas de tipo masivo,

aunque requieren elevados conocimientostécnicos por parte del usuario para suinstalación y configuración. Estascaracterísticas no lo hacen tan accesible alusuario como el caso que llevaremos a cabo

con nuestro cluster OpenMosix.



Ventajas

• Uso de componentes comerciales (nodos y red)

• Escaso coste de integración.

• Hardware común: red, procesador, etc.

• Software de dominio público

• El uso de hardware común con un coste ajustado, permite la réplica de componentes.

• Existe redundancia natural, cada nodo posee sus propios componentes internos

• Permite agregar nuevos componentes para aumentarlas prestaciones

• Incorporación de tecnología punta



Desventajas

• Problemas de administración y gestión

• Memoria físicamente distribuida (utilización menoseficiente)

• No hay sistemas operativos distribuidos estables enel mercado que puedan sumergir los conceptos de

seguridad y escalabilidad



CONFIGURACIÓNUsando la distribución Debian de Linux

Primero debemos asegurarnos que contamos con un dominio estático de red.

> cd /etc/network //entramos al path del fichero deinterfaces> nano interfaces //accedemos al fichero de interfaces

para modificarlo # iface eth0 inet dhcp iface eth0 inet static addres 192.168.0.238 netmask 235.255.255.0 gate way 192.168.0.1 > ifup eth0 //actualizamos el cambio al dominio estático

red> ifconfig //si deseamos comprobar que todos loscambios se han realizado




Segundo Ahora debemos configurar los nodos de red del cluster .

Es decir, contar con la información de los hosts de aquellas computadoras que queremos que formen parte de nuestro cluster (nodos del cluster).

> cd /etc //entramos al fichero etc> nano hosts //accedemos al fichero dehosts127.0.0.1 pc01.debian pc01

192.168.0.231 pc02.debian pc02 192.168.0.232 pc03.debian pc03

192.168.0.234 pc04.debian pc04




Tercero Ahora debemos de configurar el protocolo de seguridad SSH para el cluster . La seguridad essumamente necesaria en todo ámbito de la informática yuno de los protocolos de seguridad implementados parabrindar la seguridad de acceso es el protocolo SSH.

//creamos una clave pública mediante el algoritmo RSA > # ssh-keygen -t rsa //enviamos la clave pública creada a todos los nodos delcluster (esclavos) > # cd root /.ssh/ > ssh# scp id_rsa.pub root@pc_esclavo:

~/.ssh/claves.pcmaster Ahora debemos autenticar a los esclavos, hacer:

> ssh# ssh pc_esclavo pc_esclavo: ~# cd .ssh/ pc_esclavo: ~/ssh# cat claves.pcmaster >>authorized_keyspc_esclavo: ~/ssh# exit



Administración de clúster

•Han sido habilitados para el establecimiento de comunicación entre losnodos.Registro de Eventos

•Permite conocer si los componentes de hardware están disponiblesdurante el arranque del sistema operativo y si los servicios de software seestán ejecutando correctamente en el clúster.

Monitoreo o medida del estadode los recursos del Clúster

•Permite aislar los componentes que fallaron para asegurar que no causenun considerable impacto en las actividades del clúster.

Recuperación ante fallos dehardware, software, incluyendo

el sistema de archivos

•La forma más común y fácil de administrar las copias de un conjunto dearchivos involucra la utilización de una red basada en servicios para laadministración de cuentas o registros de usuario.

Administración del registro deusuarios y grupos de usuarios

de los servicios del clúster

•Las actividades de administración y balanceo de carga posibilitan laconfiguración, hace más fácil el diseño de políticas, permite el monitoreo yla generación de un historial de utilización de recursos para usuarios ygrupos.

Planificación de Tareas yBalanceo de Carga

La administración de clúster, implica tomar medidas preventivas y planificar tareas. Se

debe tener en cuenta los siguientes aspectos:



Aplicación

Crear y terminar procesos

MPI_Init() : Crea el proceso que lo ejecuta dentro delmundo MPI, es decir, dentro del grupo de procesosdenominado MPI_COMM_WORLD. Una vez que se

ejecuta esta función se pueden utilizar el resto defunciones MPI.

MPI_Finalice() : Se debe llamar antes de que unproceso creado en MPI acabe su ejecución.

Asignar tareas a procesos y localizar paralelismo.

Se reparten las iteraciones del bucle entre losdiferentes procesos MPI de forma explícita. Se utilizaun turno rotatorio.



Programación De Clusters

Paralelismo de datos (SPMD, Single- ProgramMultiple-Data)



Paralelismo de tareas o funciones (MPMD, Multiple-Programs Multiple- Data)

Programación De Clusters



Conclusión

Clúster en la traducción literal es "racimo“ o "grupo“ ybásicamente se refiere a todos los entes que trabajan enconjunto para lograr un fin en cierto ámbito.

Los principales requerimientos para un sistema en clústeres que tenga una alta disponibilidad, alto rendimiento,escalabilidad,acceso compartido a los recursos y que seles pueda dar mantenimiento.

La administración de clúster tiene como aspectos:registros de eventos, planificación de tareas, monitoreo omedida del estado de los recursos de Clúster,administración de registros de usuarios y grupos deusuarios, etc.

Sistemas Multiprocesadores - Cluster

Documents

Transcript of Sistemas Multiprocesadores - Cluster