Clusters

Clusters

El término clúster (del inglés cluster, "grupo" o "racimo") se aplica a los conjuntos o conglomerados de computadoras construidos mediante la utilización de hardwares comunes y que se comportan como si fuesen una única computadora.

Hoy en día desempeñan un papel importante en la solución de problemas de las ciencias, las ingenierías y del comercio moderno.

La tecnología de clústeres ha evolucionado en apoyo de actividades que van desde aplicaciones de supercómputo y software de misiones críticas, servidores web y comercio electrónico, hasta bases de datos de alto rendimiento, entre otros usos.

El cómputo con clústeres surge como resultado de la convergencia de varias tendencias actuales que incluyen la disponibilidad de microprocesadores económicos de alto rendimiento y redes de alta velocidad, el desarrollo de herramientas de software para cómputo distribuido de alto rendimiento, así como la creciente necesidad de potencia computacional para aplicaciones que la requieran.

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

Los clústeres son usualmente empleados para mejorar el rendimiento y/o la disponibilidad por encima de la que es provista por un solo computador típicamente siendo más económico que computadores individuales de rapidez y disponibilidad comparables.

De un clúster se espera que presente combinaciones de los siguientes servicios:

1.    Alto rendimiento

2.    Alta disponibilidad

3.    Balanceo de carga

4.    Escalabilidad

La construcción de los ordenadores del clúster es más fácil y económica debido a su flexibilidad: pueden tener todos la misma configuración de hardware y sistema operativo (clúster homogéneo), diferente rendimiento pero con arquitecturas y sistemas operativos similares (clúster semihomogéneo), o tener diferente hardware y sistema operativo (clúster heterogéneo), lo que hace más fácil y económica su construcción.

Para que un clúster funcione como tal, no basta solo con conectar entre sí los ordenadores, sino que es necesario proveer un sistema de manejo del clúster, el cual se encargue de interactuar con el usuario y los procesos que corren en él para optimizar el funcionamiento.

CLUSTERS EN APLICACIONES CIENTIFICAS

·      Se suelen caracterizar por ser aplicaciones computacionalmente intensivas

·    Sus necesidades de recursos son muy importantes en almacenamiento y especialmente memoria.

·     Requieren nodos y sistemas dedicados, en entornos HPC y HTC.

·     Suelen estar controlados los recursos por planificadores tipo Maui y gestores de recursos tipo PBS.

·    Son en muchas ocasiones códigos legacy, difíciles de mantener, ya que los dominios de aplicación suelen ser difícilmente paralelizables.

Ejemplos: Simulaciones (earth simulator), genómica computacional, predicción meteorológica (MM5), simulación de corrientes y vertidos en el mar, aplicaciones en química computacional

CLUSTERS EN APLICACIONES EMPRESARIALES

·  Suelen ser aplicaciones no especialmente intensivas computacionalmente, pero que demandan alta disponibilidad y respuesta inmediata, con lo que los servicios se están ejecutando continuamente y no controlados por un sistema de colas

·    Es usual que un sistema provea varios servicios. Una primera aproximación para realizar una distribución del trabajo es separar los servicios:

·     Un servidor web con la BD en un nodo, el contenedor EJB en otro y el servidor de páginas web en otro constituye un

claro ejemplo de distribución en el ámbito empresarial.

·         Otra aproximación es instalar una aplicación web en un clúster squid como proxy-caché, apache/tomcat como servidor :web/de aplicaciones web, memcached como caché de consultas a la base de datos y mysql como base de datos. Estos :servicios pueden estar replicados en varios nodos del clúster.

·        Ejemplos: flickr, wikipedia y google.

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