Was ist ein Cluster?

Ein Computercluster, oft Cluster oder Server-Farm genannt (cluster kommt vom Englischen „Rechner-Schwarm“, „-Gruppe“ oder „-Haufen“), bezeichnet eine Anzahl von vernetzten Computern, die von außen je nach Anwendungsfall als ein oder mehrere Computer gesehen werden können. In der Regel sind die einzelnen Server eines Clusters untereinander über ein schnelles Netzwerk (z. B. Gigabit Ethernet oder 10 Gbit Ethernet ) verbunden. Durch das Clustering erreicht man höhere Leistung des Gesamt-Systems und oft auch die Verfügbarkeit der Anwendung. Hierfür setzt man oft sog. Load-Balancer ein, die die Zugriffe auf das Cluster-System auf einzelne Server (Fachwort: nodes) verteilen.

MIVITEC GmbH bietet an mehreren Rechenzentrums-Standorten individuell konfigurierbare Cluster-Systeme. Hier einige Beispiele:

Beispiel 1: Online-Shop oder Web-Plattform
Ein Online-Shop, eine Webseite, eine Social-Community funktioniert aufgrund der hohen Zugriffszahlen nur sehr langsam. Durch die MIVITEC GmbH wird im Rechenzentrum eine Cluster-Lösung mit folgenden Bestandteilen implementiert:

Beispiel 2: Zwei LoadBalancer als Failover-Cluster
Zwei Loadbalancer verteilen die Anfragen (z. B. http-Anfragen) auf mehrere Server. Wenn ein LoadBalancer ausfällt, übernimmt der zweite Loadbalancer automatisch die Aufgaben.

Beispiel 3: kleine Webseite mit hohen Anforderungen an die Verfügbarkeit
Webseite in zwei Rechenzentren.

Beispiel 4: Failover-Cluster
(Beschreibung folgt)

Beispiel 5: Streaming-Cluster
MIVITEC’s Streaming-Lösungen

Beispiel 6: Live- und On-Demand-Streaming-Cluster
(Beschreibung folgt)

Myrinet
Myrinet, ANSI/VITA 26-1998, ist ein proprietäres Hochgeschwindigkeits-Local Area Network-System das von der Firma Myricom entwickelt wurde, um die Verbindung zwischen verschiedenen Maschinen eines Computerclusters zu schaffen. Myrinet hat deutlich weniger Protokollsteuerungsaufwand (overhead) als andere Standards wie zum Beispiel Ethernet und ermöglicht somit einen höheren Datendurchsatz, weniger Schnittstellenkarten und kürzere Latenzzeiten. Obwohl es auch als traditionelles Netzwerksystem verwendet werden kann, wird es meist direkt von den Anwendungen benutzt unter Umgehung des Betriebssystems.

Myrinet besteht physikalisch aus zwei Glasfaserkabeln, Sende- und Empfangsleitung, die mit einem einzigen Stecker an den Computer angeschlossen werden. Die einzelnen Computer werden dann mit Hilfe von Routern und Switches miteinander verbunden. Myrinet enthält eine Reihe von Vorkehrungen zur Fehlertoleranz, die größtenteils von den Switches abgehandelt werden. Diese enthalten Flusskontrolle, Fehlerkontrolle und Heartbeat-Überwachung auf jeder einzelnen Verbindung.

Die erste Generation der Hardware bot 512 Mbit/s Datenübertragung in beide Richtungen, spätere Versionen unterstützten dann 1,28 Gbit/s und 2 Gbit/s. Die neuste “Fourth-generation Myrinet” unterstützt 10 Gbit/s und ist auf der Hardwareebene kompatibel zu 10 Gigabit Ethernet.

Der Datendurchsatz von Myrinet liegt nahe dem theoretischen Maximum der physischen Schicht. Auf den 2,0 Gbit/s Adaptern wird eine tatsächliche Rate von 1,98 Gbit/s erreicht. Die Dual-rail-Karten mit zwei bidirektionalen Links kommen auf eine Datenrate von 3,95 Gbit/s.

Myrinet wurde in den vergangenen Jahren immer mehr durch Gigabit Ethernet und Infiniband verdrängt. In der TOP-500-Liste der Supercomputer im November 2007 hat Myrinet nur noch einen Anteil von 3,6 %.

Weitere Informationen zum Thema: http://ra.ziti.uni-heidelberg.de/pages/student_work/seminar/hws07/Christian_Moch/praesentation.pdf

Quellen: wikipedia.de