Tartalom

• Lépések
• tippek
• figyelmeztetések

Olyan gépet keres, amely képes több száz billió lebegőpontos számítás elvégzésére másodpercenként? Vagy csak a barátainak szeretne merülni a szobájában felszerelt szuperszámítógépről? Nagy teljesítményű számítástechnikai klaszter vagy szuperszámítógép felépítése olyan kihívás, amelyet minden rajongó, akinek szabad hétvége és pénze marad hátra, megpróbálja elérni. Technikai szempontból a multiprocesszoros szuperszámítógép számítógépek hálózata, amelyek együtt dolgoznak egy probléma megoldásában. Ez a cikk röviden leírja a folyamat egyes lépéseit, a hardverre és a szoftverre összpontosítva.

Lépések

1. 

   Először határozza meg a szükséges hardverösszetevőket és erőforrásokat. Szüksége lesz fejcsomópontra, legalább 12 azonos hálózati csomópontra, Ethernet kapcsolóra, áramelosztó egységre és rackre. Határozza meg a szükséges villamosenergia-, hűtési és helyigényt. Döntse el azt is, hogy melyik IP-címet szeretné a magánhálózatokhoz, hogyan tudne megnevezni a csomópontokat, melyik szoftvercsomagokat telepítené, és melyik technológiát fogja használni a párhuzamos számítás elvégzéséhez (erről bővebben később).
   • Noha a hardver drága, az útmutatóban felsorolt ​​összes program ingyenes, és legtöbbjük nyílt forráskódú.
   • Ha azt szeretné látni, hogy elméletileg milyen gyors lenne a szuperszámítógép, használja ezt az eszközt: http://hpl-calculator.sourceforge.net/

2. 

   
   
   Hozza létre a csomópontokat. Csatlakoznia kell a csomópontokat, vagy meg kell vásárolnia előre összeállított kiszolgálókat.
   • Válasszon olyan szerver házat, amely maximalizálja a helyet, a hűtést és az energiafelhasználást.
   • Használhat több elavult kiszolgálót is - ezek összköltsége meghaladja a részek összegét, de sokat takarít meg. Az összes processzornak, hálózati adapternek és alaplapnak azonosnak kell lennie a rendszer megfelelő működéséhez. Nyilvánvalóan mindenképpen tartalmazzon RAM-ot és tárolót minden csomóponton, és legalább egy optikai meghajtót a fejcsomóponthoz.

3. 

   
   
   Telepítse a kiszolgálókat az állványba. Alulról kezdje úgy, hogy a teteje ne legyen túl nehéz. Ehhez a barátainak segítségére lesz szüksége - a sűrű szerverek nagyon nehézek lehetnek, és nehéz őket vezetni az őket tartó pálya mentén.

4. 

   Telepítse az Ethernet kapcsolót a kiszolgáló ház fölé. Szánjon rá időt a kapcsoló konfigurálására: engedélyezze a 9000 bájt jumbo keret méretét, állítsa az IP-címeket az első lépésben meghatározott statikus címre, és tiltsa le a felesleges útválasztási protokollokat, például az SMTP Snooping.

5. 

   
   
   Szerelje be az áramelosztó egységet. Attól függően, hogy mekkora áramot igényelnek a csomópontok teljes terhelésnél, szükség lehet 220 V-ra a nagy teljesítményű számításhoz.

6. 

   Minden telepítése után elindíthatja a konfigurációs folyamatot. A Linux ideális operációs rendszer a HPC-fürtökhöz - nem csak ideális környezet a tudományos számításhoz, hanem ingyenesen telepíthető több száz vagy akár több ezer csomópontra. Képzelje el, mennyibe kerülne a Windows telepítése ezekre a csomópontokra?
   • Kezdje az alaplap BIOS és a firmware legújabb verziójának telepítésével, amelynek minden csomóponton azonosnak kell lennie.
   • Telepítse a kedvenc Linux verzióját minden csomópontra egy grafikus felülettel a fejcsomóponton. Népszerű lehetőségek a CentOS, az OpenSuse, a Scientific Linux, a RedHat és a SLES.
   • Használhatja a Rocks Cluster Distribution alkalmazást is. A klaszter működéséhez szükséges összes eszköz telepítésén kívül a Rocks kiváló módszert alkalmaz annak érdekében, hogy a PXE rendszerindítás és a Red Hat „Kick Start” eljárásának köszönhetően gyorsan több példányt terjesszen a csomópontokba.

7. 

   Telepítse az üzenetkezelő felületet, az erőforrás-kezelést és az egyéb szükséges könyvtárakat. Ha nem telepítette a Rocks-ot az előző lépésben, akkor manuálisan kell konfigurálnia a párhuzamos számítási mechanizmusok engedélyezéséhez szükséges szoftvert.
   • Először is szüksége lesz egy hordozható nagyméretű felügyeleti rendszerre, például a Torque Resource Manager-re, amely lehetővé teszi a feladatok felosztását és elosztását több gép között.
   • A telepítés befejezéséhez párosítson nyomatékot a Maui klaszter ütemezővel.
   • Ezután telepítenie kell az üzenetátviteli interfészt, amely szükséges a különböző csomópontok egyes folyamatainak ugyanazon adatok megosztására. Az OpenMP használata egyszerű.
   • Ne felejtse el a párhuzamos számítástechnikai programok többszálú matematikai könyvtárait. Valójában könnyebb, ha telepíti a Rocks szoftvert.

8. 

   Csatlakoztassa a számítógép csomópontjait. A fejcsomópont elküldi a feladatokat a számítógép csomópontjaira, amelyeknek az eredményt vissza kell küldeniük, és üzeneteket kell küldeniük egymásnak. Minél gyorsabb, annál jobb.
   • Használjon privát Ethernet hálózatot a fürt összes csomópontjának összekapcsolásához.
   • A fejcsomópont NFS, PXE, DHCP, TFTP és NTP szerverként is működhet az Ethernet hálózaton keresztül.
   • Ezt a hálózatot el kell választania a nyilvános hálózatoktól, ami biztosítja, hogy az átviteli csomagok ne zavarják a LAN más hálózatait.

9. 

   Tesztelje a klasztert. Az utolsó dolog, amit megtenne, mielőtt az összes számítási teljesítményt kiadja a felhasználóknak, a teljesítményük tesztelése. A HPL (High Performance Lynpack) benchmark népszerű választás a klaszter számítási sebességének mérésére. A forrásból kell lefordítania az összes lehetséges optimalizálással, amelyet a fordító a választott architektúrára kínál.
   • Nyilvánvaló, hogy forrásból kell lefordítania a platform minden lehetséges optimalizálását. Például, ha AMD CPU-kat használ, fordítson az Open 64-re gyors optimalizálási szinttel.
   • Hasonlítsa össze a TOP500.org eredményeit és hasonlítsa össze klaszterét a világ 500 leggyorsabb szuperszámítógépével!

tippek

• Az IPMI megkönnyíti a nagy fürt adminisztrálását, biztosítva KVM-over-IP, távoli feldolgozási relét és még sok minden mást.
• Az igazán nagy hálózati sebesség eléréséhez keresse meg az InfiniBand hálózati interfészeket. Az árak azonban nem túl kedvezőek.
• A Ganglia segítségével ellenőrizze a csomópontok számítási terhelését.

figyelmeztetések

• Győződjön meg arról, hogy az infrastruktúrája képes-e kezelni a rájuk rótt terheket.