17. Класифікація кластерів

Кластери високої доступності –HA ( висока доступність). Створюються для забезпечення високої доступності сервісу, що надається кластером. Надмірна кількість вузлів, що входять в кластер, гарантує надання сервісу у разі відмови одного або декількох серверів. Типове число вузлів — два, це мінімальна кількість, що приводить до підвищення доступності.

Відмовостійкі кластери та системи взагалі будуються по трьом основним принципам:

• З холодним резервом або активний / пасивний. Активний вузол виконує запити, а пасивний чекає його відмови і включається в роботу, коли така відбудеться..

• З гарячим резервом або активний / активний. Всі вузли виконують запити, в разі відмови одного навантаження перерозподіляється між рештою. Тобто кластер розподілення нагрузки з підтримкою перерозподілу запитів при відмові. Прикладами є практично всі кластерні технології.

• З модульною надмірністю – у випадку, коли простій системи абсолютно неприпустимий. Всі вузли одночасно виконують один і той же запит (або частини його, але так, що результат досяжний і при відмові будь-якого вузла), з результатів береться будь-який.

Кластери розподілу навантаження – принцип їх дії будується на розподілі запитів через один або кілька вхідних вузлів, які перенаправляють їх на обробку в інші, обчислювальні вузли

Обчислювальні кластери

Кластери використовуються в обчислювальних цілях, зокрема в наукових дослідженнях. Для обчислювальних кластерів істотними показниками є висока продуктивність процесора в операціях над числами з плаваючою точкою (flops) і низька латентність об'єднує мережі, і менш істотними — швидкість операцій введення-виведення, яка більшою мірою важлива для баз даних та  Одна з типових конфігурацій — набір комп'ютерів, зібраних із загальнодоступних компонентів, з встановленою на них операційною системою Linux, і пов'язаних мережею Ethernet, Myrinet, InfiniBand або іншими відносно недорогими мережами. Таку систему прийнято називати кластером Beowulf.

Кластер серверів, організованих програмно

Кластер серверів (в інформаційних технологіях) — група серверів, об'єднаних логічно, здатних обробляти ідентичні запит и і використовуються як єдиний ресурс. На відміну від апаратного кластера комп'ютерів, кластери організовувані програмно, вимагають:

• Наявності спеціального програмного модуля (Cluster Manager), основною функцією якого є підтримка взаємодії між усіма серверами — членами кластеру:

  • Синхронізації даних між усіма серверами — членами кластеру;

  • Розподіл навантаження (клієнтських запитів) між серверами — членами кластеру;

18. Комп’ютерні системи з масовою паралельною обробкою інформації

Види паралельних комп'ютерів

Паралельні комп'ютери можна грубо класифікувати за рівнем, на якому апаратне забезпечення підтримує паралелізм.

Багатоядерні обчислення

Багатоядерний процесор — це процесор, що містить кілька ядер. Ці процесори відрізняються від суперскалярних процесорів, які можуть виконувати кілька інструкцій за такт з одного потоку інструкцій (ниті); на відміну від багатоядерних, що можуть за такт виконувати кілька інструкцій з різних нитей.

Симетрична багатопроцесорність

Симетричний мультипроцесор (SMP) це комп'ютерна система з багатьма ідентичними процесорами, що поділяють пам'ять, та з'єднуються через шину

Розподілені обчислення

Розподілений комп'ютер (також відомий як мультипроцесор з розподіленою пам'яттю) це комп'ютерна система з розподіленою пам'яттю, у якій обчислювальні елементи з'єднані мережею. Розподілені комп'ютери чудово маштабуються.

Масово паралельні обчислення

Масивно паралельний процесор (MPP) це один комп'ютер з багатьма процесорами з'єднаними в мережу. MPP мають багато спільного з кластерами, та MPP мають спеціалізовані з'єднувальні мережі (тоді як кластери використовують стороннє обладнання для мережі). MPP також в основному більші ніж кластери, зазвичай мають «набагато більше ніж 100 процесорів».^[29] В MPP, «кожен процесор має свою власну пам'ять та копію операційної системи з програмами. Кожна підсистема спілкується з іншою через високошвидкісне з'єднання.»

Обчислення загального призначення на графічних співпроцесорах (GPGPU)

Загальні обчислення на графічних процесорах це порівняно нова тенденція в комп'ютерній інженерії. Графічні процесори — допоміжні процесори, що були сильно оптимізовані для обчислень комп'ютерної графіки.^[32] Обчислення в комп'ютерній графіці це галузь, в якій панує паралелізм даних, зокрема операції з матрицями в лінійній алгебрі.

На початку, відеокарти використовували графічні API для виконання свої програм. Щоправда тепер з'явилось кілька нових мов програмування та платформ збудованих для виконання обчислень загального призначення на відеокартах як на середовищахCUDA для Nvidia так і на CMT для AMD.