Um cluster é um conjunto de servidores ligados em rede com o objetivo de aumentar o desempenho, disponibilidade ou facilidade de gerenciamento. Clusters foram inicialmente desenvolvidos pela NASA em 1994 e geralmente consistem em máquinas convencionais que fornecem aos usuários a abstração de uma única máquina de alto desempenho.

1. Clusters
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2.  Conjunto de servidores agrupados com intenção de
ganho de desempenho, disponibilidade, ou
facilidade no gerenciamento.
 Início em 1994 pela NASA.
 Normalmente um cluster é composto por máquinas
convencionais ligadas em uma rede de alto
desempenho e fornecendo a abstração ao usuário
de uma única máquina.
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4.  Alta disponibilidade
 Balanceamento de carga
 Processamento paralelo (Beowulf cluster)
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5.  Intenção de manter a maior disponibilidade
possível dos serviços, através da duplicação de
servidores, ambientes de rede, discos, etc.
 Disponibilidade x Downtime
 Sistema de monitoração interno no cluster
garante que, no caso de falha do servidor ativo,
o sistema em standby assumirá os serviços
automaticamente e “instantaneamente”.
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6.  Requisitos:
◦ Redundância de estrutura
◦ Camada de software de monitoração
◦ Mecanismos de sincronia
◦ Mecanismos de takeover (Mudança de controle)
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7.  Pontos a refletir:
◦ Cluster versus hardware tolerante à falhas
◦ Custo versus Downtime
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8.  Dificuldades:
◦ Implementação de sistema de failover completo,
que possa identificar todos tipos de falha (single
failure points) e eliminá-los.
◦ Failover de ação rápida;
◦ Manter a consistência de dados entre todos os
nodes.
◦ Integridade de dados em caso de failover, e no
failback para o node principal.
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9.  Cluster de balanceamento de carga disparam
requisições de serviços de rede a múltiplos nós
do cluster para balancear a carga de requisições
entre os vários nós do cluster. O balanceamento
de carga prove escalabilidade de porque você
pode "combinar" o número de nós de acordo com
a carga de requisições.
 Se um nó em um cluster de balanceamento de
carga se tornar inoperante, o software de
balanceamento de carga detecta a falha e
redireciona as requisições para outros nós da
rede
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10. :80
load balancer
:8001 :8002 :8003 :8004 :8005
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11.  Beowulf é uma classe de cluster similar ao
original da implementado pela NASA.
 Permite a computação paralela de alta
performance em PCs comuns.
 O nome Beowulf vem de um herói muito
valente que tinha a missão de derrotar um
monstro.
◦ poema épico em inglês antigo.
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12.  Um cluster Beowulf roda num sistema
operacional Unix-like
 Rede TCP/IP
 Comumente utiliza-se MPI (Message Passing
Interface) ou PVM (Parallel Virtual Machine).
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13.  O principal objetivo de um cluster beowulf é
aumentar o poder computacional e diminuir
o tempo de execução de programas,
distribuindo trechos do processamento pelos
vários nós.
 Muito utilizado em laboratórios que
necessitam fazer uma grande quantidade de
cálculos numéricos.
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14.  A arquitetura é composta por pelo menos um
nó servidor e um conjunto de nós clientes
conectados por uma rede Ethernet.
 Grandes clusters terão mais de um nó
servidor.
 Não há nenhum hardware customizado.
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15.  o Cluster Beowulf permite a construção de
sistemas de processamento que podem
alcançar altos valores de gigaflops
◦ um gigaflop equivale a 1 bilhão de instruções de
ponto flutuante executadas por segundo
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16.  Para o funcionamento o Beowulf precisa de
um software específico que pode ser o Parallel
Virtual Machine (PVM) ou Message Passing
Interface (MPI).
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17. #include <stdio.h>
Exemplo MPI
#include <mpi.h>
int main (int argc, char *argv[])
{
int rank, size,
MPI_Init (&argc, &argv);
MPI_Comm_rank (MPI_COMM_WORLD, &rank);
MPI_Comm_size (MPI_COMM_WORLD, &size);
printf( "Hello world from process %d of %dn", rank, size );
MPI_Finalize();
return 0;
}
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de

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