Componentes de un Cluster

Un cluster necesita de varios componentes de software y hardware para poder funcionar. A saber: Nodos Sistemas Operativos Conexiones de Red Middleware Protocolos de Comunicación y servicios Aplicaciones Ambientes de Programación Paralela Nodos Pueden ser simples ordenadores, sistemas multi procesador o estaciones de trabajo (workstations). En informática, de forma muy general, un nodo es un punto de intersección o unión de varios elementos que confluyen en el mismo lugar. Ahora bien, dentro de la informática la palabra nodo puede referirse a conceptos diferentes según en ámbito en el que nos movamos: En redes de computadoras cada una de las máquinas es un nodo, y si la red es Internet, cada servidor constituye también un nodo. En estructuras de datos dinámicas un nodo es un registro que contiene un dato de interés y al menos un puntero para referenciar (apuntar) a otro nodo. Si la estructura tiene sólo un puntero, la única estructura que se puede construir con el es una lista, si el nodo tiene más de un puntero ya se pueden construir estructuras más complejas como árboles o grafos. El cluster puede estar conformado por nodos dedicados o por nodos no dedicados. En un cluster con nodos dedicados, los nodos no disponen de teclado, mouse ni monitor y su uso está exclusivamente dedicado a realizar tareas relacionadas con el cluster. Mientras que, en un cluster con nodos no dedicados, los nodos disponen de teclado, mouse y monitor y su uso no está exclusivamente dedicado a realizar tareas relacionadas con el cluster, el cluster hace uso de los ciclos de reloj que el usuario del computador no esta utilizando para realizar sus tareas. Cabe aclarar que a la hora de diseñar un Cluster, los nodos deben tener caracteristicas similares, es decir, deben guardar cierta similaridad de arquitectura y sistemas operativos, ya que si se conforma un Cluster con Nodos totalmente heterogeneos (existe una diferencia grande entre capacidad de procesadores, memoria, HD)sera ineficiente debido a que el middleware delegara o asignara todos los procesos al Nodo de mayor capacidad de Computo y solo distribuira cuando este se encuentre saturado de procesos; por eso es recomendable construir un grupo de ordenadores los mas similares posible. Almacenamiento El almacenamiento puede consistir en una NAS, una SAN, o almacenamiento interno en el servidor. El protocolo más comúnmente utilizado es NFS (Network File System), sistema de ficheros compartido entre servidor y los nodos. Sin embargo existen sistemas de ficheros específicos para clusters como Lustre (CFS) y PVFS2. Tecnologías en el soporte del almacenamiento en discos duros: IDE (PATA, Parallel ATA): Anchos de banda (Bw) de 33, 66, 100 y 133MBps. SATA I (SATA-150): Bw 150 MBps. SATA II (SATA-300): Bw 300 MBps. SCSI: Bw 160, 320, 640MBps. Proporciona altos rendimientos. SAS (Serial Array SCSI): Aúna SATA II y SCSI. Bw 375MBps. Las unidades de cinta (DLTs) son utilizadas para backups por su bajo coste. NAS (Network Attached Storage) es un dispositivo específico dedicado a almacenamiento a través de red (normalmente TCP/IP) que hace uso de un S.O. optimizado para dar acceso a través de protocolos CIFS, NFS, FTP o TFTP. Por su parte, DAS (Direct Attached Storage) consiste en conectar unidades externas de almacenamiento SCSI o a una SAN (Storage Area Network) a través de Fibre Channel. Estas conexiones son dedicadas. Mientras NAS permite compartir el almacenamiento, utilizar la red, y tiene una gestión más sencilla, DAS proporciona mayor rendimiento y mayor fiabilidad al no compartir el recurso. NAS vs. SAN: Cables: NAS usa Ethernet. SAN usa Fibre Channel Protocolo: NAS usa CIFS, NFS, ó HTTP sobre TCP/IP. SAN usa Encapsulated SCSI (iSCSI, cuando encapsula sobre TCP/IP, y FCP cuando encapsula directamente sobre Fibre Channel). Manejo: en NAS el NAS head gestiona el sistema de ficheros. En SAN múltiples servidores manejan los datos. NAS nos permite acceder a un sistema de ficheros a través de TCP/IP usando CIFS (en el caso de Windows) ó NFS (en el caso de Unix/Linux. NAS es una solución más adecuada como. Servidor de ficheros. Almacenamiento de directorios de usuario. Almacenamiento de archivos en general. Por su parte, una SAN es usada para acceder a almacenamiento en modo BLOQUE, a través de una red de fibra óptica con Fibre Channel (FC) utilizando el protocolo SCSI. SAN es una solución más adecuada para: Bases de datos. Data warehouse. Backup (al no interferir en la red del sistema). Cualquier applicación que requiera baja latencia y alto ancho de banda en el almacenamiento y recuperación de datos. Sistema Operativo Debe ser multiproceso, multiusuario. Otras características deseables son la facilidad de uso y acceso y permitir además múltiples procesos y usuarios. Un sistema operativo es un programa o conjunto de programas de computadora destinado a permitir una gestión eficaz de sus recursos. Comienza a trabajar cuando se enciende el computador, y gestiona el hardware de la máquina desde los niveles más básicos, permitiendo también la interacción con el usuario. Un sistema operativo se puede encontrar normalmente en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilicen microprocesadores para funcionar, ya que gracias a estos podemos entender la máquina y que ésta cumpla con sus funciones (teléfonos móviles, reproductores de DVD, autoradios... y computadoras) Ejemplos: GNU/Linux OpenMosix Rocks[2] Kerrighed [Condor] Unix Solaris [Condor] HP-Ux [Condor] Aix [Condor] Windows NT 2000 Server 2003 Server 2008 Server [Condor] Mac OS X [Condor] Solaris [Condor] FreeBSD [Condor]