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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