Sistemas Distribuidos

Cluster

Cluster

Cluster

Um Cluster é formado por dois ou mais computadores que utilizam um tipo especial de sistema operacional classificado como sistema distribuído e são ligados via rede computacional.

Cluster

Ele trabalha como se fosse apenas uma maquina de grande porte criando assim a ilusão de um recurso único (computador virtual).

Este conceito é denominado transparência do sistema.

Como característica para construção dessa plataforma inclui-se elevação da confiança, distribuição de carga e performance.

Cluster

Tipos de Cluster

Existem vários tipos de Cluster, vejamos alguns deles:

Alta disponibilidade

É construído para prover uma disponibilidade de serviços e recursos de forma ininterrupta onde se um nó do cluster vier a falhar aplicações ou serviços possam estar disponíveis em outro nó.

Balanceamento de carga

Distribui o tráfego entrante ou requisições de recursos provenientes dos nodos que executam os mesmos programas, se um nó falhar as requisições são redistribuídas entre os nós disponiveis no momento.

Combinação entre alta disponibilidadee balanceamento de carga

Este modelo combina as características dos dois tipos de cluster, aumentando assim a disponibilidade e escalabilidade de serviços e recursos. Este tipo de configuração de cluster é bastante utilizado em servidores de web, mail, news, ou FTP.

Processamento distribuído ouprocessamento paralelo

Este modelo aumenta a performance e a disponibilidade para as aplicações, particularmente as grandes tarefas computacionais.

Uma grande tarefa computacional pode ser dividida em pequenas tarefas que são distribuições ao redor das estações (nodos), como se fosse um super computador massivamente paralelo.

Porque usar um cluster

Este tipo de sistema é usado para minimizar aplicações de conteúdos críticos ou quando os serviços têm de estar disponíveis ou processados o quanto antes.

Provedores de internet ou sites de comercio eletrônico freqüentemente requerem alta disponibilidade e balanceamento de carga de forma escalável.

Porque usar um cluster

Os clusters paralelos têm uma importante participação na indústria cinematográfica para renderização de gráficos de altíssima qualidade e animações.

Os clusters Beowulf são usados na ciência, engenharia e finanças para atuarem em projetos de desdobramento de proteínas, dinâmica de fluidos, redes neurais, analise genética, estatística, economia, astrofísica dentre outras.

Porque usar um cluster

Pesquisadores, organizações e empresas estão utilizando os clusters porque necessitam de incrementar sua escalabilidade, gerenciamento de recursos, disponibilidade ou processamento a nível supercomputacional a um preço disponível.

Aplicações para cluster

Os clusters podem ser usados para uma infinidade de aplicações. Basicamente, para qualquer uma que exija processamento pesado. Como exemplos de aplicações, temos previsão meteorológica (previsão do tempo e condições climáticas), simulações geotérmicas (ou seja, simulação de eventos no solo), renderização de efeitos especiais (muito usado em filmes), simulações financeiras, distribuição de carga, etc.

Aplicações para cluster

Basicamente, qualquer tipo de aplicação crítica, ou seja, aplicações que não podem parar de funcionar ou não podem perder dados (como os sistemas de bancos, por exemplo), podem utilizar as tecnologias de cluster, desde que devidamente configurados para não serem sujeitas a falhas graves. Assim, o cluster deve contar com nobreaks ou geradores que garantam o funcionamento do sistema mesmo nos casos de queda de energia, além de meios de manutenção e detecção de falhas eficientes.

Cluster Beowulf

Cluster Beowulf

Esse tipo de cluster foi criado por Donald Becker da NASA em 1994, com a finalidade de processar informações espaciais, e hoje em dia são usados em todo o mundo, principalmente para processamentos de dados com finalidades cientificas.

Cluster Beowulf

Ele se baseia em dois princípios de cluster:

Cluster Beowulf

Alta disponibilidade: mantêm um determinado serviço de forma segura durante um grande espaço de tempo.

Cluster Beowulf

Alta performance: é designado a garantir um grande desempenho computacional, com uma capacidade de processamento maior que qualquer super computador.

Implementação cluster Beowulf

Implementação

Usamos um computador qualquer para ser o servidor e outras maquinas denominadas escravas, podendo ser uma ou mais, criaremos dois passos, um nó mestre (servidor), e os nós escravos. Onde será implementado através de modificações no Linux ou então no uso de ferramentas e bibliotecas de programação especificas, tendo como principal objetivo permitir a distribuição das tarefas entre todos os PC´s.