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集群技术的发展趋势

发布时间:2019-08-19 23:22 来源:未知 编辑:admin

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  虽然集群系统的构建目前可以说是模块化的,从硬件角度来看可以分为节点机系统、通讯系统、存储系统等,软件角度则主要有操作系统、集群操作系统(COS)、并行环境、编译环境和用户应用软件等,目前高性能计算机的通讯、存储等硬件系统是伴随摩尔定律快速发展的,跟踪、测试、比较最新硬件设备构成的高性能计算机的可能方案也成了高性能计算机厂商的重要科研活动,而所有这些关键部件研发、系统方案科研以及厂商的自主部件研发的高度概括就是“整合计算”。整合硬件计算资源的同时,伴随着整合软件资源,其中集群操作系统COS是软件系统中连接节点机操作系统和用户并行应用的重要“黏合剂”,也是高性能计算机厂商的技术杀手锏。

  高性能集群系统目前在国内的应用领域主要集中在气象云图分析和石油勘探的领域。这样的应用对于高性能集群系统来说进入门槛比较低,所以目前这些领域都采用了国内厂商构建的集群系统。虽然对比要处理大量并发的小问题的用于商业计算的高可用性集群来说,高性能集群实现起来要简单一些。但实际上,高性能集群的构建中仍有许多技术上的难点,尤其是高性能集群系统往往是针对一个很独特的科学计算的应用,而对这种应用的实现用高性能集群系统来计算,就必须要先建立数学模型,而这样的建模过程需要大量的对于这种应用模式的理解。总结起来,可管理性、集群的监控、并行程序的实现、并行化的效率以及网络实现是构建高性能集群的几个难点。这其中,并行化程序的实现就是指特定应用领域的特定应用程序在集群系统上的实现。虽然有诸多的技术实现上的难点,但集群系统本身的优势仍然给了厂商们克服难点、攻克高性能集群的力量。首先撇开一些具体的优势不说,从互联网中心服务器的变化来看,可以清晰地观察到集群结构是中心服务器的发展趋势。20世纪90年代以前,中心服务器一般都用大型机(Mainframe),大型机上可以完成一切的应用和服务,用户从终端通过网络完成应用。这种应用模式带来许多的好处:应用集中、比较好部署、系统监控、管理方便等。但大型机的缺点也是非常明显的,主要是设备昂贵,很难实现高可用解决方案;非高可用系统在出现故障时,全部应用都受到影响;操作系统、设备和部件比较专用,用户本身维护困难;可扩展性不强等。这些缺点中的任何一个都是用户难以接受的。随着PC及其操作系统的普及和Intel CPU的性能和稳定性的不断提高,人们逐渐用PC服务器构成的分布式系统(Distributed System)去代替大型机。分布式系统解决了大型机上面提到的多个缺点,却丢弃了大型机应用的优点,服务器多且杂,不好监控、管理,不好部署。因此综合大型机和分布式系统优势的服务器必将成为趋势,集群系统就是这样应运而生的服务器。

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