一个基于Linux的集群部署方案

集群提供了强大的批处理和并行计算能力,代表了高性能计算机发展的新方向,但也同时具有不易管理、故障率高、维护繁琐等问题.通过研究Linux启动过程,结合远程启动技术,提出一种基于Linux的集群部署方案.有效地解决了集群的安装、升级、备份等问题,方便了用户的使用和管理,为实现集群的高性能、高可靠性、高可用性提供了良好的系统支持,极大地简化了系统管理.并且针对高性能计算集群的特点,构建了一个针对上海大学自强3000的集群部署系统(Cluster Deployment System,CDS).     

建立开放的高性能集群

高性能计算集群主要用于解决大规模科学计算问题,以及存储和处理海量数据。在行业应用较广。Linux的出现,推动了集群系统的发展。目前,OpenMOSIX集群受到企业用户的欢迎。     

基于Linux的负载均衡技术

网络业务量的激增和应用的特殊化都使得负载均衡成为迫切需求,Linux虚拟服务器按传输层连接对集群节点进行业务分配的方式,能便捷而高效地实现负载均衡。文中对Linux虚拟服务器集群的结构与原理进行了讨论,重点阐述了满足不同应用需要的4种负载均衡算法,并在Linux操作系统环境下,构建了虚拟服务器集群,测试了负载响应、服务性能、调度器备份。结果表明,虚拟服务器集群技术可较大幅度地提高系统的综合性能。     

一种基于任务表方法的实时集群平台

提出了一种基于任务表的集群方法,并介绍一个运用该方法的Linux实时集群平台.在运用该方法和平台构建实时集群应用系统的过程中,首先将应用对象分解为若干可并行执行的计算单元,用一个任务表来描述计算单元之间的关系;将任务表和计算单元程序模块嵌入集群平台,由集群平台完成并行任务分配、消息传递、故障容错等功能,从而实现集群计算.其中计算单元是传统串行程序模块.     

集群式高性能计算系统研究

研究了集群的系统结构和主要优势,以及集群式高性能计算系统的诞生;分析了集群式高性能计算系统的架构和构建方式,集群构建包括网络部署、存储系统、计算节点、管理节点、登录节点等部分。在此基础上构建了基于Linux的集群式高性能计算系统。     

Linux集群服务器的性能测试模型

为创建具有良好的可扩展性和卓越性能价格比的网络服务器,以满足快速增长的访问量和数据流量需求,介绍了Linux集群服务器的工作原理、负载均衡方式和调度算法,阐述了收集和计算Linux服务器性能测试数据的方法,创建了输入和系统模型,比较了不同调度算法对系统性能的影响。经使用Automod软件表明,该模型可以发现虚拟服务器的最大处理能力。     

基于集群的代谢网络计算平台研究

在生物代谢网络研究中,为提供面向多用户的高性能计算服务,开发了基于Linux计算机集群的代谢网络模拟Web计算平台.该平台以集群为密集计算后台,以重建心肌细胞能量代谢网络为算例,采用集中式任务调度模型、加权结合轮询法的负载平衡技术以及消息传递接口并行编程模型,实现了对多用户并发任务的处理.通过实例应用和调度监控,验证了该平台在代谢网络模拟中的可用性,以及集群服务器并行处理多任务的有效性.     

利用Netfilter实现NIDS集群的研究和实践

目前基于网络的入侵检测系统(NIDS)面临普通单机检测设备的数据包处理能力不能适应网络带宽发展需求的问题，该文介绍了利用NIDS集群在高速网络环境下实现入侵检测的方法。根据NIDS集群的特点利用Linux内核中Netfilter模块实现了数据包基于分流转发和会话的动态负载均衡。并通过使用基于Linux操作系统的IDS负载均衡器实现了NIDS集群在高速网络环境下的入侵检测。     

基于MPICH2的高性能计算集群系统研究

目前在高等学校和科研机构中对于高性能计算的需求很大,而商业的超级计算机性能虽高但价格昂贵,同时这些单位又都拥有大量普通的PC机和网络设备.为了利用现有硬件资源获取高性能计算能力,文中研究了在PC机和Linux环境下构建基于MPICH2的高性能计算集群系统的方法,搭建了一个拥有16个节点的系统并利用高性能Linpack基准测试方法进行了性能测试.测试结果表明,这种构建高性能计算集群系统的方法切实可行,是低成本获取高性能计算能力的良好途径.     

Linux环境下负载均衡集群的实现

负载均衡集群能够在多台网络设备之间合理分配业务量,使设备充分发挥其处理能力,得到了广泛应用。Tomcat与Apache都可以作为独立运行的服务器来使用,但它们单独使用时存在一定的局限性。为了提高服务器的性能,本文将Tomcat与Apache在Linux环境下进行集成,分析负载均衡集群的架构,详细阐述方案的实现过程。测试结果表明按照该过程能够实现负载均衡集群。     

PC Linux集群系统量子化学从头计算性能研究

个人计算机性能的提高与Linux操作系统的发展使基于PC的Linux集群系统成为量子化学高性能计算的平台。本文研究了Gaussian 98程序在PentiumⅢ与Pentium 4计算机建立的两组小型集群系统中的运算性能。通过设计的5个计算样例，对Hartree-Fork、DFT、MP2级别的单点能量计算、几何结构优化、频率和NMR等化学性质计算在16个并行节点内的速度增长性与扩展性进行了分析和讨论，指出了主节点计算能力对整个集群系统效益的影响，结果表明各类计算作业在8-12节点内有着较好加速性，频率与MP2作业超过12节点后并行效益迅速下降，NMR计算在16节点时仍有较高速度增长性。     

并行处理 永不停顿

IA服务器集群是伴随着计算机芯片技术、网络技术,集成技术和Linux的快速发展而出现的新产品。许多高性能的计算,如果完全选择基于Unix的超级计算机系统,则需要巨大的投资。而使用Linux集群并行计算机,在相同并行运算能力下,IA服务器集群平台仅需Unix并行机十分之一左右的投资,而且还把性能和速度提高几倍。 正是因为以上优点,基于Linux平台的IA服务器集群并行机具有更强的竞争力,从而成为密集型科学计算领域瞩目的焦点。 近年来,国产服务器厂商抓住了集群技术带来的机遇,在高性能计算领域不断取得突破。以曙光、联想等为代表的国产服务器厂商不仅在国内高性能市场占得了一席之地、而且在国际上也获得了荣誉。 本期《服务器》,我们将分别介绍联想应用于数据库的集群方案和曙光大型机集群方案。     

TDDS:基于虚拟集群系统的任务部署与调度

利用虚拟机的灵活性和快速部署能力,设计并实现了任务部署与调度系统(task deployment and dispatch system,TDDS).TDDS能够根据用户的需求,为用户的计算任务提供可以进行资源配置的集群计算环境,满足了用户对不同操作系统、不同应用程序和不同计算资源的需求.TDDS还使用了负载均衡策略,以提高物理集群资源的利用率.提出了两种虚拟机部署策略,用以加快虚拟集群部署的速度.TDDS尽量控制虚拟机系统镜像的大小和访问频率,以提高部署的效率.实验表明,TDDS系统能够快速灵活地部署用户所需要的计算环境和计算资源,负载均衡的调度策略也切实提高了物理集群处理任务的能力,提高了集群的使用率.     

基于Rocks的高性能集群平台搭建与应用

高性能计算是实现大规模并行计算的有效途径,本文论述了如何构建一个高性能集群,介绍了集群安装工具--Rocks,分析Rocks安装机制、特点以及Rocks如何管理集群,利用Rocks搭建了一个基于Linux的高性能集群平台,并在该平台上实现了量子化学软件Gaussian的应用,进一步测试了Rocks系统的性能。     

Linux集群分布式安全研究

现有安全机制不能满足Linux集群的需要.本文通过对Linux集群的分布式安全进行研究,以进程作为基本安全实体,将强制访问控制机制由结点级扩展到整个集群,提出了一个在集群内实现安全区的分布式安全模型,用LMBehch3.0进行了测试,给出了性能比较结果.     

Linux集群实时监控系统的一种实现方法

随着云计算技术的日益发展, Linux集群以造价低廉、易于扩充等优势得到了愈来愈广泛的应用. 为了更好地发挥集群性能, 充分利用集群节点的资源, 对集群性能进行实时监控是很有必要的. 提出了一种Linux集群监控器设计与实现方法. 该方法通过每隔一段时间采集节点机/proc虚拟文件系统中的信息, 如CPU和内存使用情况等. 经过过滤后, 通过socket传输给监控服务器. 论文首先给出了监控器的总体设计方案, 整个监控系统由守护在管理节点上的信息管理服务器进程和运行在各个计算节点上的采集器进程组成. 然后分采集器和信息管理器两大部分, 分别介绍了其具体的设计框架和其采用的关键技术. 采集器分主要由信息采集、信息处理和信息传送3 个模块组成, 分别采用3 个线程来完成. 信息管理器采用了线程池技术, 用以接受采集器发送过来的传输请求. 实践证明, 该系统可以很好地满足实时监控Linux 集群性能的需要.     

基于Linux的集群存储系统

介绍了集群存储系统常用的模式、相关技术特点及其工作原理，以及Linux集群系统的软件构成，最后用实例说明了如何在Linux下构建集群存储系统     

基于虚拟技术和大型机硬件平台的Linux服务器系统实现

针对企业级计算服务器平均负载率低的问题,探究了采用虚拟化技术和Linux平台相结合的解决方案,分析了利用VM虚拟化技术创建Linux服务器的方法,介绍了利用VM系统虚拟化技术,实现在大型机硬件平台上动态分配,并行运行若干Linux服务器系统资源的方法.同时,探究了采用VM虚拟化技术实现Linux集群的基本方法.实际运行情况表明,采用虚拟化技术和Linux相结合,能够大幅度提高大型机资源利用率,有效解决企业级大型计算服务器平均负载率低的问题.     

基于Membership的高可用性Linux集群

介绍了Linux集群高可用性（HA）技术的应用背景和体系结构,重点讲述了集群Membership技术可以显著提高集群系统的可用性,并且提出了可配置的Membership服务（MBLC）来实现Linux集群的高可用性的方案。     

基于MPICH2的高性能计算集群系统研究

目前在高等学校和科研机构中对于高性能计算的需求很大,而商业的超级计算机性能虽高但价格昂贵,同时这些单位又都拥有大量普通的PC机和网络设备。为了利用现有硬件资源获取高性能计算能力,文中研究了在PC机和Linux环境下构建基于MPICH2的高性能计算集群系统的方法,搭建了一个拥有16个节点的系统并利用高性能Linpack基准测试方法进行了性能测试。测试结果表明,这种构建高性能计算集群系统的方法切实可行,是低成本获取高性能计算能力的良好途径。