Jizzax filiali amaliy matematika fakulteti «axborot tizimi va texnologiyalari»

1.2.Klasterlashtirish.Kompyuter klasteri
Kompyuter klasterlari. Kompyuter klasteri erkin yoki mahkam bog‘langan to‘plamdir kompyuterlar ko‘p jihatdan ularni yagona tizim sifatida ko‘rib chiqish uchun birgalikda ishlaydigan tizim bo‘ladi. Aksincha tarmoq kompyuterlari, kompyuter klasterlari har biriga ega tugun dasturiy ta'minot tomonidan boshqariladigan va rejalashtirilgan bir xil vazifani bajarishga o‘rnatildi.
Klasterning tarkibiy qismlari odatda bir-biriga tezkor ravishda bog‘lanadi mahalliy tarmoqlar, har biri bilan tugun (server sifatida ishlatiladigan kompyuter) o‘z nusxasini ishlayotgan operatsion tizim. Ko‘pgina hollarda, barcha tugunlar bir xil apparatdan foydalanadilar va bir xil operatsion tizim, garchi ba'zi sozlamalarda (masalan, foydalanish Ochiq kodli klister dasturlari manbalari (OSCAR)), har bir kompyuterda turli xil operatsion tizimlardan yoki turli xil qo‘shimcha qurilmalardan foydalanish mumkin.
Klasterlar odatda bitta kompyuterga nisbatan ishlashni va mavjudlikni yaxshilash uchun tarqatiladi, odatda taqqoslanadigan tezlik yoki mavjud bo‘lgan bitta kompyuterlarga qaraganda ancha tejamli.
Kompyuter klasterlari bir qator hisoblash tendentsiyalarining yaqinlashishi natijasida paydo bo‘ldi, shu jumladan arzon mikroprotsessorlar, yuqori tezlikda ishlaydigan tarmoqlar va yuqori mahsuldorlikka mo‘ljallangan dasturiy ta'minot. Tarqatilgan hisoblash - Ular bir nechta tugunlari bo‘lgan kichik biznes klasterlaridan tortib eng tezkorlariga qadar keng ko‘lamdagi foydalanish va joylashtirishga ega. Klasterlar paydo bo‘lishidan oldin, bitta birlik xatolarga chidamli meynframlar bilan modulli ortiqcha ish bilan ta'minlangan; ammo klasterlarning oldingi narxining pastligi va tarmoq matoning tezligining oshishi klasterlarni qabul qilishni ma'qulladi. Yuqori ishonchliligidan farqli o‘laroq, klasterlarni masshtabini tuzish arzonroq, ammo xatolar bilan ishlashda murakkablik ham oshib bormoqda, chunki klasterlarda xato rejimlari ishlayotgan dasturlar uchun noaniq emas.

Kompyuter klasteri - bu birgalikda ishlaydigan kompyuterlar to‘plami bo‘lib, ularni yagona tizim sifatida ko‘rish mumkin. Tarmoqli kompyuterlardan farqli o‘laroq, kompyuter klasterlari dasturiy ta'minot tomonidan boshqariladigan va rejalashtirilgan bir xil vazifani bajarish uchun har bir tugunga ega.Klaster kompyuterining tizim dizayn talablariga quyidan yuqoriga loyihalash metodologiyasidan foydalangan holda quyidagi tarzda yondashadi:

Ishlash talablari - qanday ishlash talab qilinadi? Qanday ishlash talab qilinadi? Klaster kompyuter tizimini samarali loyihalash uchun biz klasterda qanday dastur(lar) ishlayotganini va nimadan mo‘ljallanganligini bilishimiz kerak. Ushbu bo‘limda parallel ishlov berish bilan bog‘liq muammolar nazariyasi ko‘rib chiqiladi.

1. 
   Uskuna - Klaster kompyuterini yaratish uchun qanday uskuna kerak bo‘ladi yoki mavjud.
   
2. 
   Operatsion tizimlar - Klaster hisoblash uchun qanday operatsion tizimlar mavjud va ularning afzalliklari nimada.
   
3. 
   O‘rta dastur - Parallel ilova va operatsion tizim o‘rtasida, agar bu Operatsion tizimga kiritilmagan bo‘lsa, tizimni, foydalanuvchilarni va jarayonlarni boshqarish va yuklarni muvozanatlash usuli kerak.
   
4. 
   Ilovalar - Klaster hisoblash uchun qanday dasturiy ta'minot mavjud va ilovalarni qanday ishlab chiqish mumkin?
   

Materialni taqdim etishda yordam berish uchun ushbu bo‘lim quyidagi klaster kompyuterining asosiy qatlamli modelidan foydalangan holda pastdan yuqoriga yondashuv asosida tuzilgan. Uskuna pastki qismida ko‘rsatilgan (ya'ni, birinchi navbatda muhokama qilinadi) va ketma-ket qurilish bloklari (bog‘liqlar) keyingi sarlavhalarda muhokama qilinadi. Ushbu tuzilishga o‘rta dastur bo‘limida alohida e'tibor berilgan, chunki ko‘plab paketlar ushbu qatlamni tashkil qilishi mumkin. Kompyuterni klasterlash yondashuvi odatda (lekin har doim ham emas) bir qancha oson mavjud hisoblash tugunlarini (masalan, server sifatida foydalaniladigan shaxsiy kompyuterlar) tezkor lokal tarmoq orqali ulaydi. Hisoblash tugunlarining faoliyati tugunlar tepasida joylashgan dasturiy ta'minot qatlami bo‘lgan "klasterlash o‘rta ta'minoti" tomonidan tartibga solinadi va foydalanuvchilarga klasterni umuman bitta yaxlit hisoblash birligi sifatida ko‘rishga imkon beradi, masalan. yagona tizim tasvir tushunchasi orqali. Kompyuter klasteri markazlashtirilgan boshqaruv yondashuviga tayanadi, bu esa tugunlarni tashkillashtirilgan umumiy serverlar sifatida foydalanishga imkon beradi. U ko‘plab tugunlardan foydalanadigan, lekin ancha taqsimlangan xarakterga ega bo‘lgan "peer-to-peer" yoki grid hisoblash kabi boshqa yondashuvlardan farq qiladi. Dastlabki kompyuter klasterlarining tarixi to‘g‘ridan-to‘g‘ri dastlabki tarmoqlar tarixi bilan bog‘liq, chunki tarmoq rivojlanishining asosiy motivlaridan biri hisoblash resurslarini bog‘lash, de-fakto kompyuter klasterini yaratish edi.Klaster sifatida yaratilgan birinchi ishlab chiqarish tizimi 1960-yillarning o‘rtalarida Burroughs B5700 edi. Bu ish yukini taqsimlash uchun har biri bitta yoki ikkita protsessorga ega bo‘lgan to‘rttagacha kompyuterni umumiy disk saqlash quyi tizimiga mahkam bog‘lash imkonini berdi. Standart ko‘p protsessorli tizimlardan farqli o‘laroq, har bir kompyuter umumiy ishlashni buzmasdan qayta ishga tushirilishi mumkin edi. Klasterlarning atributlari. Kompyuter klasterlari umumiy maqsadli biznes ehtiyojlaridan tortib, veb-xizmatlarni qo‘llab-quvvatlashdan tortib, hisoblashni talab qiladigan ilmiy hisob-kitoblargacha bo‘lgan turli maqsadlar uchun sozlanishi mumkin. Ikkala holatda ham klaster yuqori mavjudlik yondashuvidan foydalanishi mumkin.
Klasterni loyihalashdagi muammolardan biri bu alohida tugunlarning qanchalik mahkam bog‘langanligidir. Misol uchun, bitta kompyuter ishi tugunlar o‘rtasida tez-tez aloqa qilishni talab qilishi mumkin: bu klaster ajratilgan tarmoqni ulashishini, zich joylashganligini va ehtimol bir hil tugunlarga ega ekanligini anglatadi. Yana bir ekstremal narsa shundaki, kompyuter ishi bir yoki bir nechta tugunlardan foydalanadi va tarmoqli hisoblashlarga yaqinlashib, tugunlararo aloqani kam yoki umuman talab qilmaydi.

Tugunlar 2 juft tugungacha bo‘lgan klasterlarga birlashtirilgan. Ushbu tugunlar to‘plam (klaster) sifatida boshqariladi,va konfiguratsiya va xizmat faoliyati uchun foydalanuvchi uchun yagona nazorat nuqtasini taqdim eting. I/U maqsadlari uchun,yagona mavjudlik yo‘qolishining oldini olish uchun tugunlar juftlarga (I/U guruhlari) guruhlanadi.Bitta juftlik ma'lum VDiskda kirish/chiqarishga xizmat ko‘rsatish uchun javobgardir. Muayyan VDisk uchun kirish/chiqarish trafigida har qanday vaqtda, faqat bitta kiritish-chiqarish guruhidagi tugunlar tomonidan boshqariladi. Shunday qilib, klaster bo‘lishi mumkin bo‘lsa-da uning ichida ko‘plab tugunlar, tugunlar mustaqil juftliklarda i/u ni boshqaradi. Bu shuni anglatadiki, a ning kiritish/chiqarish qobiliyati klaster yaxshi miqyosda, chunki qo‘shimcha o‘tkazuvchanlikni qo‘shimcha kiritish/chiqarish guruhlarini qo‘shish orqali olish mumkin.Klasterdagi barcha tugunlar juftlikda emas, balki birgalikda harakat qiladigan holatlar mavjud.Istalgan vaqtda klasterdagi bitta tugun konfiguratsiya faoliyatini boshqarish uchun ishlatiladi. Qaysi tugun yaratilgan klaster konfiguratsiya tuguni sifatida ishga tushadi. Ushbu konfiguratsiya tugunlari keshni boshqaradi klaster konfiguratsiyasini tavsiflovchi va fokus nuqtasini ta'minlovchi konfiguratsiya ma'lumotlari, konfiguratsiya buyruqlari. Xuddi shunday, istalgan vaqtda bitta tugun umumiy boshqaruv tugunining vazifasini bajaradi