Een clusterprocessorsysteem is een groep onafhankelijke computers (knooppunten) die samenwerken als één enkel, verenigd systeem. Deze knooppunten zijn met elkaar verbonden via een supersnel netwerk, waardoor ze bronnen kunnen delen en aan taken kunnen samenwerken. In tegenstelling tot een multiprocessorsysteem (waarbij meerdere processors zich binnen één enkele machine bevinden), maakt een cluster gebruik van meerdere onafhankelijke machines.
Hier volgt een overzicht van de belangrijkste kenmerken:
* Onafhankelijke knooppunten: Elk knooppunt in het cluster is een compleet computersysteem met zijn eigen CPU, geheugen en opslag. Ze opereren onafhankelijk, maar communiceren en coördineren via het netwerk.
* Hogesnelheidsinterconnectie: Het netwerk dat de knooppunten verbindt, is cruciaal voor de prestaties. Het moet snel en betrouwbaar zijn om efficiënte gegevensuitwisseling tussen de knooppunten mogelijk te maken. Veel voorkomende technologieën zijn onder meer Gigabit Ethernet, Infiniband en Myrinet.
* Softwarecoördinatie: Er is gespecialiseerde software nodig om het cluster te beheren en taken over de knooppunten te verdelen. Deze software zorgt voor de communicatie, toewijzing van middelen en taakplanning. Voorbeelden zijn onder meer Message Passing Interface (MPI) en Hadoop's gedistribueerde bestandssysteem (HDFS).
* Schaalbaarheid: Een van de belangrijkste voordelen van een cluster is de schaalbaarheid ervan. U kunt eenvoudig meer knooppunten aan het cluster toevoegen om de verwerkingskracht en opslagcapaciteit te vergroten.
* Fouttolerantie: Clusters bieden vaak een betere fouttolerantie dan afzonderlijke systemen. Als één knooppunt uitvalt, kunnen de andere blijven functioneren en mogelijk de taken van het defecte knooppunt overnemen. Dit is afhankelijk van het ontwerp en de gebruikte software.
Typen clusterprocessorsystemen:
Clusters kunnen worden gecategoriseerd op basis van hun doel en architectuur:
* High-Performance Computing (HPC)-clusters: Deze zijn ontworpen voor rekenintensieve taken, zoals wetenschappelijke simulaties, weersvoorspellingen en financiële modellen. Ze maken vaak gebruik van gespecialiseerde hardware en software voor optimale prestaties.
* Clusters met hoge beschikbaarheid: Deze geven prioriteit aan uptime en betrouwbaarheid. Ze maken doorgaans gebruik van redundantie- en failover-mechanismen om een continue werking te garanderen, zelfs als sommige knooppunten uitvallen. Databases en webservers maken vaak gebruik van dit type cluster.
* Storage Area Network (SAN)-clusters: Deze clusters richten zich op het bieden van gedeelde opslag over meerdere knooppunten. Ze verbeteren de opslagcapaciteit, prestaties en beschikbaarheid.
* Taakverdelingsclusters: Deze verdelen inkomende verzoeken (bijvoorbeeld webverkeer) over meerdere servers om overbelasting te voorkomen en consistente prestaties te garanderen.
Kortom, een clusterprocessorsysteem maakt gebruik van de gecombineerde kracht van veel computers om prestaties en mogelijkheden te bereiken die verder gaan dan wat een enkele machine zou kunnen bieden. De specifieke uitvoeringsdetails variëren afhankelijk van de beoogde toepassing en het budget. |