Beowulf (кластер)

Кластер Beowulf собранный в домашних условиях

Beowulf (Beowolf) — кластер, который состоит из широко распространённого аппаратного обеспечения, работающий под управлением операционной системы, распространяемой с исходными кодами (например, GNU/Linux или FreeBSD).

Особенностью такого кластера также является масштабируемость, то есть возможность увеличения количества узлов системы с пропорциональным увеличением производительности. Узлами в кластере могут служить любые серийно выпускаемые компьютеры, количество которых практически неограниченно. Для распределения обработки данных между узлами обычно используются технологии MPI или PVM.

Происхождение термина

Первоначально так назывался один из Linux-кластеров, созданных в 1994 году учеными Томасом Стерлингом и Дональдом Бекером в научно-космическом центре NASA. Название взято из одноимённой древнеанглийской эпической поэмы о герое-витязе Беовульфе.

Идея системы

Типичная конфигурация кластера Beowulf

Кластер типа Beowulf не создается каким-то особенным программным обеспечением. Для его создания используется обычно простые общедоступные потребительские компьютеры и только свободное программное обеспечение с открытым исходным кодом, что позволяет снизить финансовые затраты и расширяет возможности настройки ПО под свои нужды. Большинство кластеров Beowulf используют UNIX-подобную операционную систему, такую как BSD, Linux или Solaris. Из библиотек параллельного программирования наиболее популярными являются Message Passing Interface (MPI) и Parallel Virtual Machine (PVM). И та и другая позволяет программисту распределить исполнение задачи по группе компьютеров, соединенных в сеть, и в итоге собрать результаты их работы. Примерами реализации библиотеки MPI являются Open MPI и MPICH. Также могут использоваться и другие реализации.

Кластеры Beowulf используются по всему миру, в основном для научных вычислений. С 2017 года, каждая система в списке самый мощных суперкомпьютеров мира Top500 использовала методы кластера Beowulf и операционную систему Linux. Разумеется на уроне суперкомпьютеров это не просто сборка потребительских компьютеров в кластер, а объединение специально разработанных узлов (blade servers) с помощью специального сетевого обеспечения, и специальных систем охлаждения.

Преимущества Beowulf-систем

• стоимость системы гораздо ниже стоимости суперкомпьютера;
• возможность увеличения производительности системы;
• возможность использования устаревших компьютеров, тем самым увеличивается срок эксплуатации компьютеров;
• широкая распространённость, а значит и доступность, аппаратных компонентов.

См. также

• Грид-вычисления
• Maui cluster scheduler

Литература

• Thomas Lawrence Sterling: How to Build a Beowulf: A Guide to the Implementation and Application of PC Clusters, 1999 ISBN 026269218X MIT Press
• Thomas Lawrence Sterling: Beowulf Cluster Computing With Windows, 2001 ISBN 0262692759 MIT Press
• Thomas Lawrence Sterling: Beowulf Cluster Computing With Linux, 2001 ISBN 0262692740 MIT Press
• William Gropp, Ewing Lusk, Thomas Lawrence Sterling: Beowulf Cluster Computing with Linux, 2nd Edition, 2003 ISBN 0262692929 MIT Press

Ссылки

• Сайт сообщества Beowulf (англ.)
• О Beowulf на parallel.ru
• Beowulf Clusters Make Supercomputing Accessible | NASA Spinoff . spinoff.nasa.gov. Дата обращения: 23 марта 2022.
• Thomas Lawrence Sterling. Beowulf Cluster Computing with Linux. — MIT Press, 2002. — 548 с. — ISBN 978-0-262-69274-8.
• Thomas Sterling. Beowulf Cluster Computing with Windows. — MIT Press, 2001-10-26. — 500 с. — ISBN 978-0-262-69275-5.
• Kiepert J. Creating a raspberry pi-based beowulf cluster //Boise State. — 2013.
• Joel C. Adams, Tim H. Brom. Microwulf: a beowulf cluster for every desk // Proceedings of the 39th SIGCSE technical symposium on Computer science education. — New York, NY, USA: Association for Computing Machinery, 2008-03-12. — С. 121–125. — ISBN 978-1-59593-799-5. — doi:10.1145/1352135.1352178.
• V. E. Sonzogni, A. M. Yommi, N. M. Nigro, M. A. Storti. A parallel finite element program on a Beowulf cluster (англ.) // Advances in Engineering Software. — 2002-07-01. — Vol. 33, iss. 7. — P. 427–443. — ISSN 0965-9978. — doi:10.1016/S0965-9978(02)00059-5.
• Fengping Hu, Jeffrey J. Evans. Power and environment aware control of Beowulf clusters (англ.) // Cluster Computing. — 2009-09-01. — Vol. 12, iss. 3. — P. 299–308. — ISSN 1573-7543. — doi:10.1007/s10586-009-0085-z.
• Joel Adams, David Vos. Small-college supercomputing: building a Beowulf cluster at a comprehensive college // ACM SIGCSE Bulletin. — 2002-02-27. — Т. 34, вып. 1. — С. 411–415. — ISSN 0097-8418. — doi:10.1145/563517.563498.
• Ahmad A. Datti, Hadiza A. Umar, Jamil Galadanci. A Beowulf Cluster for Teaching and Learning (англ.) // Procedia Computer Science. — 2015-01-01. — Vol. 70. — P. 62–68. — ISSN 1877-0509. — doi:10.1016/j.procs.2015.10.034.
• Marsha Meredith, Teresa Carrigan, James Brockman, Timothy Cloninger, Jaroslav Privoznik. Exploring Beowulf clusters // Journal of Computing Sciences in Colleges. — 2003-04-01. — Т. 18, вып. 4. — С. 268–284. — ISSN 1937-4771. — doi:10.5555/767598.767641.