Uso de Cluster de Computadores no Ambiente
Corporativo
Sistemas
Distribuídos
José Luís Zem
Universidade Metodista de Piracicaba - UNIMEP
http://www.unimep.br/~jlzem - [email protected]
A Tecnologia de Cluster de Computadores
• Algumas considerações sobre Clusters de
Computadores:
Cluster de Alta Disponibilidade - HA
Cluster de Alto Poder de Computação - HPC
Cluster de Balanceamento de Carga - HS
– São utilizados, tradicionalmente, em centros de pesquisas ou
grandes empresas.
– São empregados para realizar computação intensiva.
– Devem oferecer uma Imagem Única do Sistema ( SSI – Single
System Image ).
– Devem aproveitar a ociosidade dos computadores, utilizando
eficientemente os recursos computacionais.
– Podem utilizar o parque computacional já existente nas
organizações.
•
• Objetivo do Trabalho:
– Defender a idéia de que qualquer empresa, não importando seu
•
A aplicação paralela (P) é dividida
em partes (P1-3, P2-3 e P3-3)
sendo que cada uma destas partes
deve ser enviada para um nó de
computação diferente.
•
Cada uma das aplicações (P, Q e
R) será enviada para um nó de
computação diferente e então
processada completamente neste
mesmo nó.
•
A execução das partes ocorrem em
paralelo.
•
As aplicações não sofrem
alterações em seu código-fonte.
Uma cópia da requisição (R) deve
ser enviada para cada um dos nós
replicados, no caso, para os nós de
armazenamento.
porte ou área de atuação, pode fazer uso da tecnologia de
Cluster de Computadores em suas atividades.
•
Existe a redundância no
atendimento da requisição
Um Cluster de Computadores pode ser visto, em sua forma mais simples, como um conjunto de computadores que juntam forças para resolver um problema computacional em comum.
Arquitetura “Ideal” para um Cluster de Computadores
• Sobre os nós do Cluster de Computadores
• Sobre os Sub-Sistemas de Comunicação
• NU0 – NU7
• Sub-Sistema de Comunicação A
• Nós utilizados pelos usuários para interagir com o cluster de
computadores.
• BC0 – BC1
• Utilizado pelos nós dos usuários para enviar requisições para o cluster e receber o
resultado do processamento realizado.
• Sub-Sistema de Comunicação B
• Utilizado pelo nó balanceador de carga para enviar as requisições dos usuários para os
nós de computação escolhidos para processamento e vice-versa.
• Nós balanceadores de carga, responsáveis por distribuir as requisições
dos usuários para os nós de computação.
• NC0 – NC7
• Sub-Sistema de Comunicação C
• Utilizado para que os nós de computação possam realizar o acesso ao sistema de
arquivos.
• Nós de computação, responsáveis por realizar o processamento das
requisições dos usuários.
• NA0 – NA1
• Sub-Sistema de Comunicação D
• Utilizado pelos balanceadores de carga para a realização de um auto-monitoramento
sobre seus funcionamentos.
• Nós de armazenamento, responsáveis por disponibilizar o
compartilhamento do sistema de arquivos de maneira segura e eficiente.
• Sub-Sistema de Comunicação E
• Utilizado pelos nós de armazenamento para a realização de um auto-monitoramento e
também para a sincronização dos sistemas de arquivos.
É importante replicar os nós Balanceadores de Carga e de
Armazenamento para atingir a alta disponibilidade dos mesmos.
Funcionamento
A multiplicidade dos sub-sistemas de comunicação tem a intenção de
separar os vários tipos de tráfegos existentes, podendo utilizar diferentes
tecnologias de cabeamento, de acesso e de uso.
Possíveis Cenários para Uso do Cluster
• Para um início tranqüilo no uso desta tecnologia recomenda-se
implantar serviços de redes mais comumente encontrados nas
empresas tais como:
Arranjo Físico versus Arranjo Lógico
• Possíveis arranjos
• FÍSICO = { NC0, NC1, NC2, NC3, NC4, NC5, NC6, NC7 }
• Serviço de Banco de Dados.
• Serviço de Páginas Web.
• Serviço de Transferência de Arquivos.
• Serviço de Email.
• Serviço de SSH.
2. Balanceador de Carga recebe requisição do Nó do
Usuário, determina o Nó de Computação para o
atendimento e encaminha requisição para o mesmo.
3. Nó de Computação acessa o Nó de Armazenamento
buscando informações para atender a requisição.
4. Nó de Armazenamento retorna informação solicitada
ao Nó de Computação.
5. Após processar requisição, Nó de Computação
encaminha resposta ao Balanceador de Carga.
6. Balanceador de Carga entrega o resultado do
processamento ao Nó do Usuário.
• SERVIDOR_BANCO_DADOS = { NC0, NC1 }
• SERVIDOR_WEB = {NC2, NC3 }
• Serviço de Distribuição de Conteúdo Multimídia.
• SERVIDOR_FTP = { NC4, NC5 }
• Serviço de Arquivos.
• SERVIDOR_EMAIL = { NC6, NC7 }
• Serviço de Autenticação.
1. Nó do Usuário envia requisição para o Cluster.
• LÓGICOS
• SERVIDOR_SSH = { NC0, NC2, NC4, NC6 }
• SERVIDOR_CONTEÚDO_MULTIMÍDIA = { NC1, NC3, NC5,
NC7 }
• SERVIDOR_ARQUIVO = { NC0, NC1, NC2, NC3, NC4, NC5,
NC6, NC7 }
Melhor atendimento de questões relativas à disponibilidade e poder
de computação.
Uma única infraestrutura física mostra-se e comporta-se como se
existissem várias outras estruturas.
Distribuição mais justa de tarefas através dos nós de computação.