Вычислительные кластеры в прошлом использовались в основном для военных целей, тогда как сегодня спектр их применения более широк, от классических военных и научных до мультимедийных целей. Но всегда вычислительные кластеры служили для одной задачи – обработки больших массивов данных.

Сегодня мы рассмотрим установку и настройку вычислительного кластера, предназначенного для научных целей, а также проведем его тестирование. Но прежде чем перейти к практике, осветим несколько теоретических вопросов. Самый главный из них – что такое кластер?

Кластер

Пожалуй, одним из лучших определений понятия кластера является высказывание Грегори Пфистера (Gregory F. Pfister). «Кластер – это разновидность параллельной или распределенной системы, которая:

1. Состоит из нескольких связанных между собой компьютеров.

2. Используется как единый, унифицированный компьютерный ресурс».

Говоря же проще, кластер, это система, состоящая из нескольких вычислительных единиц (нод), связанных между собой (чаще всего локальной сетью), имеющая единую систему управления. Кластеры бывают трех основных видов:

1. Отказоустойчивые кластеры (High-availability clusters, HA).

2. Кластеры с балансировкой нагрузки (Load balancing clusters).

3. Вычислительные кластеры (High-performance clusters, HPC).

Первый вид кластеров чаще всего применяется для создания высоконадежных систем, там, где остановка комплекса приведет к большим финансовым потерям предприятия, чаще всего это серверы баз данных и веб-сервера.

Второй вид кластера предназначен для распределения нагрузки по узлам системы, в основном применяется для создания высокоэффективных веб-серверов.

Иногда первые два вида кластеров объединяются для создания высоконадежных, распределенных систем, тогда как последний тип кластеров предназначен для обособленной задачи – параллельных вычислений.

Для последнего вида кластерных систем существуют различные модели, реализующие распараллеливание. Сегодня мы рассмотрим одну из них – MPI (The Message Passing Interface).