HARDWARE Arreglos RAID, ayudan a unir varios discos duros como si fueran uno solo.
Se recomienda que los dispositivos que van a formar parte del arreglo, sean de la misma capacidad
SOFTWARE Beowulf utiliza:
Cualquier distribución de Linux
Bibliotecas de paso de mensajes como PVM o MPI (Bibliotecas de programación paralela)?
MOSIX: realiza el balanceo de carga del cluster
Clases de Cluster BEOWULF CLASE I: Certificación "Computer Shopper" Adquisición de componentes en cualquier tienda No tienen ningún requerimiento especifico
CLASE II: No pasa la Certificación "Computer Shopper" Componentes no son de uso común. Están diseñados para algo especifico
III. Elementos de un Cluster BEOWULF Disco Clientes sin disco (Disk-less)? Instalación Local Completa en los Clientes NFS Estándar Sistemas de Archivos Distribuidos Memoria Procesador Tipos de Procesamientos SMP y MPP Red
Disco Dos métodos para mejorar el rendimiento del cluster: Clientes DiskLess Se modifica el nodo maestro Se aumenta el trafico de la red Local completa en clientes Se reduce a 0 el trafico de la red. Se deben modificar uno por uno Ambos difieren relacion precio/rendimiento/facilidad de administracion
NFS y Archivos Distribuidos NFS Los nodos obtienen los HOME de los usuarios desde el nodo maestro.
Sistema de Archivos Distribuidos Cada nodo posee un pedazo del sistema de archivos lo que ayuda a incrementar la velocidad en los accesos No se recomienda fase experimental
Memoria y Procesadores Memoria Dos factores primordiales Los recursos económicos con que se cuentan Los requerimientos de memoria de las aplicaciones que se ejecutarán en el cluster Procesadores Los clusters son construidos con procesadores Alpha o Intel.
Multiprocesadores Simetricos SMP Comparten globalmente una sola RAM simplifican el sistema fisico como la programacion de aplicaciones. Al ser maquinas con mas de un procesador aumentan el poder del Cluster
Procesamiento Masivo Paralelo MPP Evitan los cuellos de botella del bus de memoria La RAM se distribuye entre los procesadores
RED La topología de red recomendada es un Bus o barra, debido a la facilidad para proporcionar escalabilidad a la hora de agregar nuevos nodos al cluster. Único canal donde se conectan todos los nodos del cluster Protocolo ETHERNET FASTEHTERNET
Son apropiados para BEOWULF
IV. Implementación y Construcción Consideraciones HARDWARE SOFTWARE Arranque Sistema Operativo, Comunicación Nodos, asignaciones de IP, TFTP, kernel en los nodos, NFS. NFS Configuraciones por Nodos
Consideraciones ¿Como comunicamos los nodos? ¿Que tipo de nodo utilizo? ¿Que software permite lograr el paralelismo en las aplicaciones? ¿Como cargo archivos remotos? ¿Como organizo los archivos?
HARDWARE Comunicacion entre nodos El uso de la tecnología Ethernet aumenta la escalabilidad y el uso de switch reduce el trafico en el bus, las colisiones y la saturación
Uso de nodos diskless Se recomiendan porque requieren mínimo de mantenimiento y configuración ya que todas se hacen en el servidor central el recurso de interés en las estaciones es su procesador y memoria, como elementos de trabajo básicos del cluster
Diskless Permite la centralización de los datos en el servidor central.
Desventajas La primera es que se incrementa el uso de disco duro en el servidor central. La segunda es un bajo desempeño en el acceso a archivos por parte de los nodos, si no se cuenta con una red rápida puede tomar tiempo
SOFTWARE Arranque de Nodos El sistema operativo en el servidor central servirá como base para la creación de los directorios o sistemas de archivos para los nodos Instalación y Configuración de los nodos (diskless)? Arrancar el PC y cargar el "Arrancador de red" El arrancador obtiene la dirección IP usando BOOTP o DHCP El arrancador usa TFTP para transferir los archivos desde el servidor (normalmente el kernel)? Cuando se carga el kernel termina el trabajo del arrancador de red. Y se realiza el procedimiento de inicio
Asignaciones de IP El BOOTP como DHCP se encargan de esto. DHCP es un protocolo mas sofisticado y mas claro que BOOTP. En el archivo de configuración de DHCP se definen los nodos de la siguiente forma:
host nodo1 { fixed-address 192.168.10.68; hardware ethernet 00:60:08:0B:5A:9E; filename "/tftpboot/vmlinuz-nbi-2.2"; next-server 192.168.10.1; option host-name "nodo1"; }
Servidor de Arranque TFTP El protocolo TFTP (Trivial File Transfer Protocol) es un protocolo muy sencillo, basado en UDP, que permite bajar archivos de un servidor. Su principal utilidad es, precisamente, para proporcionar archivos de arranque a equipos que no cuentan con almacenamiento local. Para habilitarlo se debe agregar la siguiente línea en el archivo de configuración /etc/inetd.conf tftp dgram udp wait root /usr/sbin/tcpd in.tftpd /tftpboot
El último parámetro (/tftpboot) indica el directorio que contiene los archivos a compartir por medio de TFTP.
Cargador de Arranque Para realizar acabo esto existen dos paquetes que son Netboot y Etherboot. Netboot utiliza manejadores de paquetes que se incluyen en la mayoría de las tarjeta de red del mercado.
Etherboot genera una ROM para cada tipo de tarjeta de red soportada. No se recomienda Etherboot si la tarjeta no esta soportada, pero si el Netboot tiene un soporte mas extenso.
Creación del Kernel para los nodos El archivo que el servidor TFTP entregará a los nodos un kernel Linux funcional. Este asume el control del sistema y realiza el arranque normal. El kernel para cada nodo debe estar compilado con las siguientes opciones: Kernel level autoconfiguration. Obtiene info del kernel atraves de algún protocolo como DHCP DHCP support BOOTP support NFS Root File System on NFD Soporte para la tarjeta de red que se valla a utilizar
Sistema de Archivos y Servidor NFS El sistema de archivo para cada nodo queda en el directorio /tftpboot y se crean directorios con el hostname correspondiente: /tftpboot/nodo1
El servidor NFS nos permitirá acceder a los archivos ubicados en sistemas remotos, su configuración se hace en el archivo /etc/exports y debe quedar de la siguiente forma:
/tftpboot 192.168.10.0/255.255.255.0(rw,no_root_squash)? /home 192.168.10.0/255.255.255.0(rw,no_root_squash)? /usr 192.168.10.0/255.255.255.0(rw,no_root_squash)?
Configuración del NIS Para compartir la información de un servidor se requiere de un dominio NIS, asi cuando se realicen peticiones estas puedan obtenerse del servidor NIS y no de los locales. El cliente NIS requiere fijar el dominio NIS al que pertenece por medio del programa domainame: # domainame DOMINIO En el servidor en el archivo 7etc/sysconfig/network añadir la siguiente linea NISDOMAIN="DOMINIO" Indicar que NISDOMAIN atenderá peticiones. Editar el archivo /etc/yp.conf y añadir: ypserver [ip del servidor]
Direcciones de los nodos El archivo /etc/hosts contiene el mapa de nombres a direcciones IP. Este contiene las direcciones de la siguiente forma:
127.0.0.1 localhost 192.168.10.1 DOMINIO #nodos 192.168.10.68 nodo1 192.168.10.69 nodo2 192.168.10.70 nodo3 192.168.10.71 nodo4
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