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PC-Cluster. 14.06.20022 Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion Rechenintensive Probleme -Genomsequenzierung -Wettervorhersage Große.

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Präsentation zum Thema: "PC-Cluster. 14.06.20022 Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion Rechenintensive Probleme -Genomsequenzierung -Wettervorhersage Große."—  Präsentation transkript:

1 PC-Cluster

2 Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion Rechenintensive Probleme -Genomsequenzierung -Wettervorhersage Große Datenbanksysteme -Suchmaschinen wie Google... Sollen möglichst schnell ein Ergebnis liefern!

3 Härter arbeiten –schnellere Prozessoren Eleganter arbeiten –bessere Algorithmen Hilfe holen –parallel rechnen Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion Wie löst man eine Aufgabe schneller?

4 Was ist ein PC-Cluster? Ein PC-Cluster ist ein paralleles oder verteiltes System, daß aus mehreren, miteinander vernetzten PC´s besteht als eine einheitliche Rechenressource genutzt wird Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion

5 Was ist ein PC-Cluster? Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion

6 Single System Image (SSI) SSI ist das Konzept, welches die Illusion schafft, daß eine Kollektion von Rechenressourcen wie eine einzelne erscheint. Realisiert durch Hard- und Software Bsp.: Datenbanksystem auf Cluster ist ein SSI für Datenbankanwendungen SSI macht eine Gruppe von Computern zu einem Cluster Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion

7 Cluster vs. SMP Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion Cluster SMP Vervielfältigung der ganzen Einheit Vervielfältigung eines Teils der ganzen Einheit (hier: CPU)

8 Cluster vs. Verteilte Systeme -Knoten sind anonym -Jeder Knoten hat gleiche Funktionalität -Knoten sind homogen -Erscheint wie ein PC im Netzwerk -Knoten sind bekannt -Knoten haben untersch. Funktionalität -Knoten sind heterogen -Client-Server organisation Bsp.: Internet Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion ClusterVerteilte Systeme

9 Beispiel: ASCI Blue Mountain Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion Nutzung: Paralleles Rechnen Lastverteilung Konfiguration: 48 Silicon Graphics SMP`s mit je 128 Prozessoren à 250 Mhz 1.5 Terabyte RAM, 76 Terabyte HD 12 * 800 Mbit/s pro Knoten

10 Hardware Wie sind die Knoten aufgebaut? –CPU, RAM, I/O Was für ein Netzwerk wird verwendet? –Topologie, Geschwindigkeit Wie wird I/0 organisiert? –Datenzugriff Knotenorientiert: Daten liegen verteilt auf allen Knoten –Datenzugriff Serverorientiert: Daten liegen auf Fileserver(n) Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion Grundgedanken zur Cluster-Hardware:

11 Software Wie erreicht man eine gewisse Parallelität auf Softwareebene? request() do_io() return_data() request() return_data() POSIX-Threads: Message-Passing: Kommunikation zwischen den Knoten C++ Bibliothek: Message Passing Interface Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion

12 Warum Cluster? Leistung –Durch Einsatz mehrerer Rechner –Immer schnellere Prozessoren und Netzwerktechniken Hohe Verfügbarkeit –Ausfall einzelner Knoten i.d.R. nicht schlimm Gutes Preis / Leistungs – Verhältnis Skalierbarkeit –Keine Grenze nach oben –Ältere Knoten müssen nicht ersetzt werden Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion

13 Hoher Administrationsaufwand –20 Computer zu verwalten ist schwieriger als einen zu verwalten –Personal ist teuer Schwere Programmierung –Die Implementation paralleler Programme ist nicht trivial Warum nicht? Motivation Definition Beispiel Hardware Software Diskussion


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