estudo e projeto de um cluster de alto desempenho

ESTUDO E PROJETO DE UM CLUSTER PARA COMPUTAÇÃO DE ALTO
DESEMPENHO
Diego Gadens dos Santos (ICV – UNICENTRO), Luiz Antonio Carraro (participante –
UNICENTRO), Gisane Aparecida Michelon (Orientador, Dep. de Ciência da
Computação/UNICENTRO ), Tony Alexandre Hild (professor participante UNICENTRO) email: [email protected]
Palavras chave: Sistemas Distribuídos, Computação Paralela, Cluster.
Resumo
Com a necessidade de maximizar o poder de processamento, surgem várias
pesquisas que abordam a criação de um supercomputador baseado em vários
computadores de processamento comum e de baixo custo. Essa nova arquitetura foi
chamada de cluster sendo que o mesmo opera utilizando vários terminais de
processamento, que trabalham em conjunto, a fim de otimizar o desempenho como
um todo. Neste trabalho propõe-se o estudo e implementação de um cluster para
computação de alto desempenho.
Introdução
Devido a grande demanda por mais poder computacional, especialmente em
situações que necessitam de processamento contínuo, as quais podem variar de
algumas horas até meses, surge a necessidade de tecnologias de baixo custo e com
alto poder de processamento. A computação distribuída é um exemplo de tecnologia
de alto desempenho, que utiliza uma coleção de máquinas interligadas em rede,
cujo objetivo é concluir uma tarefa em comum, caracterizando assim, um cluster.
Em um cluster, as máquinas devem trabalhar em conjunto a fim de coordenar
e organizar todas as ações a serem executadas. Esse agrupamento de máquinas
deve ser transparente, ou seja, o usuário deve ter a impressão de estar trabalhando
com apenas uma máquina [PEREIRA FILHO, 2004]. Os custos provém da aquisição
de máquinas de processamento comum e da implementação de aplicações
específicas para o cluster. Mesmo assim, estes custos são menores do que os
custos gerados com a aquisição de computadores potentes, podendo até superar os
mesmos, em relação ao processamento [INFOWESTER, 2007].
Materiais e Métodos
Devido ao assunto ser de grande importância para a área da computação
distribuída e estar em constante expansão, trata-se de uma pesquisa de caráter
investigativo. Com isso, foi realizado um estudo aprofundado sobre clusters, suas
características, ferramentas e outros tópicos importantes para desenvolvimento do
projeto [INFOWESTER, 2007].
Após a etapa de levantamento bibliográfico, estão sendo avaliados recursos
de software a serem utilizados na implementação, como o sistema operacional e o
sistema base de operação do cluster, ambos baseados em software livre [Software
livre, 2007] sob a licença da General Public License (Licença Pública Geral) [GPL,
2007]. A etapa seguinte do projeto trata-se da implementação e testes do cluster.
Resultados e Discussão
Como o presente projeto encontra-se na fase inicial, os resultados até agora
alcançados foram a pesquisa bibliográfica na área de processamento distribuído e
principalmente sobre cluster.
Foram pesquisadas várias ferramentas para a implementação do cluster, e
até o presente momento constatou-se que o sistema operacional a ser utilizado será
o Linux, por tratar-se de software livre e de código aberto, o que facilita a
configuração e customização de um cluster. Além disso, preferiu-se o Linux, pelo
motivo de ser uma tendência, visto que a maior parte dos clusters implementados
utiliza este sistema operacional.
Foram pesquisados os softwares disponíveis e que poderiam ser utilizados no
sistema operacional Linux. Este software será responsável
pela gerência do
processamento. Existem muitos, dentre os quais destacam-se o OpenMosix,
kerrighed e o OpenSSI.
Outro estudo ocorreu em relação aos tipos de clusters e quais aplicações
cada um executa. De acordo com a aplicação que pretende-se executar em um
cluster implementa-se o seu tipo adequado.
Conclusões
A motivação em utilizar um cluster advém de vários fatores, entre eles o baixo
custo dos computadores e a otimização do processamento dos mesmos [PITANGA,
2006]. Dessa forma um cluster pode ser utilizado como uma alternativa aos
supercomputadores.
Como as pesquisas relacionadas a este assunto são escassas, o estudo
dessa nova tecnologia poderá ser utilizado por outros profissionais que necessitem
de informações sobre este tema.
Referências
GPL
GNU.
Página
do
projeto
de
licença
GPL.
Disponível
em
http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html. Acessado em 18.09.2007.
INFOWESTER.
Página
oficial
do
Infowester.
Disponível
em
http://www.infowester.com. Acessado em 22/09/2007.
PEREIRA FILHO, N. A. Serviços de Pertinência para Clusters de Alta
Disponibilidade. Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de
Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo. São Paulo, SP: USP,
2004.
PITANGA, MARCOS. Computação em cluster. Ed. Brasport, 1ª Edição, 2003.
SLACKWARE. Página oficial do sistema operacional Slackware. Disponível em
http://www.slackware.com. Acessado em 10/08/2007.
SOTWARE LIVRE. Site oficial do Software livre no Brasil. Disponível em
http://www.softwarelivre.gov.br/. Acessado em 20/09/2007.