4 . Кластерн ый вычислительн ый комплекса на основе программного пакета openMosix

4.1 Роль openMosix

Программный пакет openMosix позволяет превратить в кластер компьютеры под управлением GNU/Linux, объединённые в сеть. Такой кластер позволит автоматически балансировать нагрузку на узлах, при этом новые узлы могут присоединяться или покидать кластер без прерывания его работы. Нагрузка на узлы распределяется исходя из скорости соединения и мощностей процессоров.

Поскольку openMosix является частью ядра и полностью совместим с Linux, то и все пользовательские программы, файлы и прочие ресурсы будут работать также, как и раньше, без каких-либо изменений. Простой пользователь даже не заметит разницы между Linux и openMosix системой. В целом картину можно представить, как будто весь кластер работает как одна (быстрая) GNU/Linux система.

openMosix представляет собой патч для ядра Linux, который, тем не менее, обеспечивает полную совместимость с платформой IA32. Благодаря внутреннему механизму балансировки нагрузки процессы могут мигрировать на другие узлы кластера. В результате получается выигрыш в производительности при использовании ресурсов нескольких машин. К тому же кластер постоянно самостоятельно пытается оптимизировать обработку процессов (естественно, что администратор системы может вмешаться в процесс автобалансировки в любое время).

Такой механизм прозрачной миграции процессов позволяет представить кластер как одну большую SMP-систему с множеством процессоров на доступных узлах кластера (конечно, следует учитывать и количество процессоров в двух и четырёх процессорных системах). К тому же openMosix предоставляет оптимизированную файловую систему (oMFS) для HPC-приложений, которая, в отличие от NFS, поддерживает кэширование, отметки о времени и ссылки.

4.2 Компоненты openMosix

4.2.1 Миграция процессов

openMosix позволяет запустить процесс на одной машине, а потом обнаружить, что фактически он выполняется на другой машине кластера. Каждый процесс имеет свой собственный UHN, на котором он был создан.

Миграция означает, что процесс разделяется на две части: пользовательскую и системную. Пользовательская часть будет перемещена на другой узел, в то время как системная останется на UHN. Системная часть иногда называется представительским процессом: такой процесс отвечает за разрешение большинства системных вызовов.

Задачей же openMosix является поддержка связи между этими двумя процессами.

4.2.2 Файловая система openMosix (oMfs)

oMFS является частью openMosix и позволяет обеспечить доступ к удалённым файловым системам кластера точно также, как и к любым другим смонтированным файловым системам. Таким образом, можно, к примеру, файловые системы всех узлов смонтировать в /mfs, и в результате получится, что содержимое /home третьего узла доступно с любой машины в каталоге /mfs/3/home.

4.2.3 Direct File System Access (DFSA)

И Mosix, и openMosix поддерживают кластерную файловую систему MFS с опцией DFSA (Direct File System Access), что позволяет получить доступ ко всем локальным и удалённым файловым системам узлов в Mosix или openMosix кластере.