Für was kann ein Cluster verwendet werden?

Clusterkategorien
Der Begriff Cluster an sich beschreibt primär die Architektur der einzelnen Bausteine und ihr Zusammenwirken. Hardware- oder Software-Cluster sind grundsätzlich unterschiedlich. Die einfache Form eines Hardware-Clusters ist als aktiv/passiv bekannt. Andere Varianten sind als cascading bekannt. Dabei muss eine Unterbrechung des Services mit berücksichtigt werden. HP VAX-VMS Cluster sind in der Lage, eine Hardware-aktiv/aktiv-Funktionalität zu implementieren. Softwarecluster oder Applikationscluster hingegen sind eher in der Lage, einen kontinuierlichen Betrieb zu realisieren (Beispiel: DNS -Server). Es hängt aber vom Client in der Client/Server-Architektur ab, ob der Client mit der Umschaltung des Dienstes umgehen kann. Man unterscheidet zwischen so genannten homogenen und heterogenen Clustern. Computer homogener Cluster laufen unter dem gleichen Betriebssystem und gleicher Hardware, beim heterogenen Cluster können unterschiedliche Betriebssysteme oder Hardware eingesetzt werden. Bekannte Linux-Cluster-Software sind z. B. HP-Serviceguard, Beowulf und openMosix. Cluster werden für eine Reihe oft unterschiedlicher Verwendungszwecke eingesetzt:

Hochverfügbarkeitscluster
Hochverfügbarkeitscluster (engl. High-Availability-Cluster – HA-Cluster) werden zur Steigerung der Verfügbarkeit bzw. für bessere Ausfallsicherheit eingesetzt. Tritt auf einem Knoten des Clusters ein Fehler auf, werden die auf diesem Cluster laufenden Dienste auf einen anderen Knoten migriert. Die meisten HA-Cluster besitzen 2 Knoten. Es existieren Cluster, bei denen ständig auf allen Knoten Dienste laufen. Diese Cluster nennt man aktiv-aktiv bzw. symmetrisch. Sind nicht alle Knoten aktiv, spricht man von aktiv-passiv oder asymmetrisch. Sowohl die Hardware als auch die Software eines HA-Clusters muss frei von Single-Point-of-Failures (Komponenten, die durch einen Fehler das gesamte System zum Ausfall brächten) sein. Anwendung finden solche HA-Cluster in kritischen Umgebungen, in denen maximale Ausfallzeiten von nur wenigen Minuten im Jahr erlaubt sind. Im Rahmen von Katastrophenszenarien müssen kritische Computersysteme abgesichert werden. Dazu werden die Cluster-Knoten oft mehrere Kilometer auseinander in verschiedenen Rechenzentren platziert. Im Katastrophenfall kann der Knoten im nicht betroffenen Rechenzentrum die gesamte Last übernehmen. Diese Art von Clustern nennt man auch „stretched Cluster“.

Load-Balancing Cluster
Load-Balancing (SLB) Cluster werden zum Zweck der Lastverteilung auf mehrere Maschinen aufgebaut. Die Lastverteilung erfolgt in der Regel über eine redundant ausgelegte, zentrale Instanz. Mögliche Einsatzgebiete sind Umgebungen mit hohen Anforderungen an Computerleistung. Der Leistungsbedarf wird hier nicht durch Aufrüstung einzelner Computer abgedeckt, sondern durch das Hinzufügen zusätzlicher Computer. Grund für die Verwendung ist nicht zuletzt der Einsatz von preisgünstigen Standardcomputern (COTS-Komponenten) anstatt von teuren Spezialcomputern.

High Performance Computing Cluster
High-Performance-Computing-Cluster (HPC-Cluster) dienen zur Abarbeitung von Rechenaufgaben. Diese Rechenaufgaben werden auf mehrere Knoten aufgeteilt. Entweder werden die Aufgaben in verschiedene Pakete aufgeteilt und parallel auf mehreren Knoten ausgeführt oder die Rechenaufgaben (Jobs genannt) werden auf die einzelnen Knoten verteilt. Die Aufteilung der Jobs übernimmt dabei meistens ein Job Management System. HPC-Cluster finden sich oft im wissenschaftlichen Bereich. Auch die sogenannten Renderfarmen fallen in diese Kategorie.