文档介绍：第9章机群计算机
张晨曦刘依
ang2000@
机群的基本概念和结构
机群的特点
机群的分类
典型机群系统简介
目前流行的高性能并行计算机系统结构通常可以分成5类:
并行向量处理机(PVP)
对称多处理机(SMP)
大规模并行处理机(MPP)
分布共享存储多处理机(DSM)
机群(Cluster)
优势:低廉的价格、极强的灵活性和可扩缩性
成为近年来发展势头最为强劲的系统结构
全球Top500中机群计算机的数量和比例
时间
数量
1
1
1
2
6
7
11
28
比例
%
%
%
%
%
%
%
%
时间
数量
32
43
81
93
149
208
289
294
比例
%
%
%
%
%
%
%
%
时间
数量
304
361
364
361
比例
%
%
%
%
机群
一种价格低廉、易于构建、可扩缩性极强的并行计算机系统。
由多台同构或异构的独立计算机通过高性能网络或局域网互连在一起,协同完成特定的并行计算任务。
从用户的角度来看,机群就是一个单一、集中的计算资源。
机群的基本概念和结构
机群的基本概念和结构
机群的基本概念和结构
一个简单PC机群的逻辑结构
4台PC机通过交换机连接在一起。
NIC表示网络接口,PCI表示I/O总线。
这是一种无共享的结构,大多数机群都采用这种结构。
如果将下图中的交换机换为共享磁盘,则可以得到共享磁盘的机群系统结构。
机群的基本概念和结构
一个包含4个结点的简单PC机群
机群的基本概念和结构
构成机群的每台计算机都被称为一个结点。
每个结点都是一个完整的系统,拥有本地磁盘和操作系统,可以作为一个单独的计算资源供用户使用。
除了PC机外,机群的结点还可以是工作站,甚至是规模较大的对称多处理机。
机群的各个结点一般通过商品化网络连接在一起。
网络接口与结点的I/O总线以松散耦合的方式相连。
机群的基本概念和结构
机群操作系统:在各结点的操作系统之上建立一层操作系统来管理整个机群。
机群操作系统的功能
提供硬件管理、资源共享以及网络通信
实现单一系统映象
Single System Image,SSI
一项重要功能
机群的一个重要特征
机群的软件模型
机群的基本概念和结构
SSI包含四重含义
单一系统
单一控制
逻辑上,最终用户或系统用户使用的服务都来自机群中唯一的位置。
系统管理员通过一个唯一的控制点配置机群的所有软、硬件组件。
对称性:用户可以从任一个结点上获得机群服务。
位置透明:用户不必了解真正提供服务的物理设备的具体位置。