Server 2003 Чарли Рассел (Charlie Russel)



Скачать 92.59 Kb.
Pdf просмотр
Дата26.11.2016
Размер92.59 Kb.
Просмотров270
Скачиваний0



Обзор Microsoft Windows Compute Cluster
Server 2003

Чарли Рассел (Charlie Russel)
Лучший специалист Майкрософт по Windows Server
Автор книги Microsoft Windows Server 2003 Administrator’s Companion (MS Press, 2003 г.)
Опубликовано: сентябрь 2005 г.
Обновлено: ноябрь 2005 г.
Аннотация
В этом документе собраны обзорные сведения о Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003, включая описание требований, технологий и преимуществ. Кроме того, в нем рассмотрены архитектура продукта и ключевые компоненты, особенности развертывания и управления, протокол Microsoft Message Passing
Interface (MS-MPI), планировщик заданий и функции безопасности.


Данный документ является предварительным описанием,
и содержащиеся в нем сведения могут претерпеть значительные
изменения перед выпуском окончательной коммерческой версии
рассматриваемого продукта.
Имеющиеся в документе сведения отражают текущую позицию
корпорации Майкрософт по обсуждаемым вопросам на момент
публикации. Поскольку корпорация Майкрософт должна реагировать
на изменение рыночных условий, данный документ не может рас-
сматриваться как обязательство с ее стороны, и корпорация
Майкрософт не гарантирует точности сведений, представленных
после даты публикации.
Настоящий документ носит исключительно информационный
характер. КОРПОРАЦИЯ МАЙКРОСОФТ НЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТ
НИКАКИХ ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ, ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ ИЛИ
ПРЕДУСМОТРЕННЫХ ЗАКОНОМ, ОТНОСИТЕЛЬНО СВЕДЕНИЙ,
СОДЕРЖАЩИХСЯ В ДАННОМ ДОКУМЕНТЕ.
Ответственность за соблюдение всех применимых законов
об авторском праве возлагается на пользователя.В рамках,
предусмотренных законами об авторском праве, части насто-
ящего документа не могут быть воспроизведены, сохранены,
представлены в какой-либо системе хранения данных или
переданы в какой бы то ни было форме, любыми средствами
(электронными, механическими, фотокопировальными, запи-
сывающими или другими), в любых целях без специального
письменного разрешения корпорации Майкрософт.
Корпорация Майкрософт может являться правообладателем
патентов, заявок на получение патента, товарных знаков и
других объектов авторского права, которые имеют отношение
к содержанию данного документа. Предоставление данного доку-
мента не означает передачи какой-либо лицензии на использование
таких патентов, товарных знаков и прочих объектов авторского
права за исключением случаев, явно оговоренных в лицензионном
соглашении корпорации Майкрософт.
© Корпорация Майкрософт, 2005. Все права защищены.
Microsoft, Active Directory, Visual Studio, Windows и Windows Server
являются охраняемыми товарными знаками корпорации Майкрософт
в США и других странах.
Прочие товарные знаки являются собственностью
соответствующих владельцев.


Содержание
Что такое Windows Compute Cluster Server 2003?................................................................. 1
Вводная информация ................................................................................................................ 1
Комплект поставки ..................................................................................................................... 1
Требования к оборудованию ................................................................................................. 1
Требования к программному обеспечению.......................................................................... 2
Архитектура решения ................................................................................................................. 3
Топология сети ........................................................................................................................... 4
Преимущества и компоненты Windows Compute Cluster Server 2003 ............................... 5
Управление и развертывание ................................................................................................... 5
Интерфейс MPI........................................................................................................................... 6
Планировщик .............................................................................................................................. 6
Безопасность .............................................................................................................................. 7
Заключение................................................................................................................................... 8


В подготовке документа принимали участие:
Райан Вейт (Ryan Waite), Майкрософт
Эрик Лантц (Eric Lantz), Майкрософт
Кирилл Фаенов (Kyril Faenov), Майкрософт
Дуг Лора (Doug Lora), Майкрософт
Дебби Ньюберри (Debbie Newberry), Майкрософт
Ананд Кришнан (Anand Krishnan), Майкрософт
Николь Антич (Nicole Antich), Майкрософт
Эльза Розенберг (Elsa Rosenberg), StudioB
Мишель Андерсон (Michelle Anderson), StudioB
Дэвид Тэлбот (David Talbot), StudioB


Что такое Windows Compute Cluster Server 2003?
Корпорация Майкрософт уже на протяжении многих лет поддерживает отказоустойчивые кластерные системы с высоким уровнем эксплуатационной готовности; однако появление
Windows Compute Cluster Server 2003 означает вывод высокопроизводительных вычислений на уровень индивидуальных пользователей и рабочих групп.
Вводная информация
В 1991 году суперкомпьютер марки Cray, способный выполнять 10 млрд. операций с плавающей точкой в секунду, стоил около 40 млн. долларов США. Сегодня аналогичной вычислительной мощности можно достичь, объединив четыре компьютера с архитектурой х64 и общей ценой приблизительно 4000 долларов США. Другими словами, затраты на приобретение оборудования для организации высокопроизводительных вычислений опустились до уровня настольных систем.
Основной проблемой в реализации персональных решений для высокопроизводительных вычис- лений являлась сложность их развертывания и управления ими. Windows Compute Cluster Server 2003 позволяет без труда осуществлять развертывание вычислительных узлов и централизованное управление кластером при помощи знакомых средств из арсенала службы каталогов Microsoft
Active Directory
®
и операционной системы Microsoft Windows Server™ 2003.
Комплект поставки
Windows Compute Cluster Server 2003 поставляется на двух компакт-дисках: первый содержит ОС
Windows Server 2003 Compute Cluster Edition, а на втором располагается пакет Microsoft Compute
Cluster Pack — комбинация интерфейсов, служебных программ и инфраструктуры управления, которая и составляет основу Windows Compute Cluster Server 2003.
Требования к оборудованию
Минимальные требования к оборудованию (см. таб. 1) практически не отличаются от тех, которые предъявляются 64-разрядной версией ОС Windows Server 2003 Standard Edition.
Максимальный размер ОЗУ для Windows Compute Cluster Server 2003 составляет 32 ГБ.
Поддерживаются следующие процессоры.
• AMD
Opteron
• AMD Athlon 64
• Intel
Xeon с Intel EM64T
• Intel
Pentium с Intel EM64T
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
1



Таблица 1. Требования к оборудованию
Оборудование
Требования
ЦП
Компьютер х64 с процессором семейства Intel Pentium или Intel Xeon с поддержкой технологии Intel Extended Memory 64 (EM64T); либо с процессором семейства
AMD Opteron или AMD Athlon; либо с другим совместимым процессором.
ОЗУ 512
МБ
Поддержка многопроцессорной обработки
Windows Compute Cluster Server 2003 и 64-разрядная версия Windows
Server 2003 Standard Edition поддерживают до четырех процессоров на сервер. 64-разрядная версия Windows Server 2003 Enterprise Edition поддерживает до восьми процессоров на сервер.
Свободное место на диске для установки
4 ГБ
Разделы на диске
Если используются службы удаленной установки (RIS), то на ведущем узле должно быть два тома (C:\ и D:\) — один для системного раздела, а второй для служб RIS. Если ведущий сервер выполняет еще какие-то функции (например, выступает в роли файлового сервера или сервера печати), рекомендуется создавать дополнительные разделы.
На вычислительных узлах требуется только системный раздел.
Массивы независимых дисков с избыточностью (RAID) поддерживаются, но их использование не обязательно.
Сетевая интерфейсная плата
Требуется по меньшей мере одна сетевая плата. Если используется частная сеть, на ведущем узле должно быть не менее двух сетевых плат, а на вычис- лительных узлах — по меньшей мере одна. Кроме того, в определенных случаях каждому узлу необходимо иметь высокоскоростную сетевую плату для сети
Message Passing Interface (MPI).
Требования к программному обеспечению
На ведущем и вычислительных узлах Windows Compute Cluster Server 2003 должна быть установлена одна из следующих операционных систем.
• Windows Server 2003 Compute Cluster Edition
• 64-разрядная версия Windows Server 2003 Standard Edition
• 64-разрядная версия Windows Server 2003 Enterprise Edition
• 64-разрядная версия Windows Server 2003 R2
Компоненты удаленного администрирования и планирования заданий автоматически устанав- ливаются на ведущем узле вычислительного кластера; чтобы упростить администрирование и планирование, их можно установить на удаленной рабочей станции. Эти компоненты поддерживают следующие операционные системы.
• Windows Server 2003 с пакетом обновления 1 (SP1) или Windows Server 2003 R2
• Windows XP Professional с пакетом обновления 2 (SP2)
• 64-разрядная версия Windows XP Professional
Примечание. Единственным предназначением Windows Server 2003 Compute Cluster Edition является обслуживание приложений, осуществляющих высокопроизводительные вычисления; применение ПО на инфраструктурном сервере общего назначения не поддерживается.
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
2



Архитектура решения
Windows Compute Cluster Server 2003 — это кластер серверов, который включает один ведущий узел и один или несколько вычислительных узлов (см. рис. 1). Ведущий узел контролирует доступ ко всем ресурсам кластера, выступает посредником при получении этого доступа и является единственной точкой управления, развертывания и планирования заданий для вычислительного кластера. Windows Compute Cluster Server 2003 использует существующую корпоративную инфра- структуру Active Directory для обеспечения безопасности, управления учетными записями и общего управления операциями с помощью таких средств, как Microsoft Operations Manager 2005 и Microsoft Systems Management Server 2003.
Рисунок 1. Обычная сеть Windows Compute Cluster Server 2003
Установка Windows Compute Cluster Server 2003 включает установку операционной системы на ведущем узле, присоединение его к существующему домену Active Directory и установку пакета Compute Cluster Pack. После этого, если планируется автоматическое развертывание вычислительных узлов с помощью служб RIS, в рамках выполнения списка поручений устанав- ливаются и настраиваются службы RIS.
После установки пакета Compute Cluster Pack отображается список поручений, т. е. действий, необходимых для окончательной настройки вычислительного кластера, включая определение топологии сети, настройку служб RIS с помощью соответствующего мастера, добавление вычис- лительных узлов в состав кластера, а также настройку пользователей и администраторов кластера.
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
3



Топология сети
Windows Compute Cluster Server 2003 поддерживает пять разных сетевых топологий с количеством сетевых интерфейсных плат на каждом узле от одной до трех.
Три сетевые платы на каждом узле. Одна сетевая плата подключена к общедоступной
(корпоративной) сети, другая — к выделенной частной сети для управления кластером, а третья — к выделенной высокоскоростной сети Message Passing Interface (MPI).
Три сетевые платы на ведущем узле и по две на каждом из узлов кластера. Ведущий узел обеспечивает преобразование сетевых адресов (NAT) между вычислительными узлами и общедоступной сетью; каждый вычислительный узел имеет подключение к частной сети и к высокоскоростному протоколу, например MPI.
Две сетевые платы на каждом узле. Одна сетевая плата подключена к общедоступной
(корпоративной) сети, а другая — к выделенной частной сети кластера.
Две сетевые платы на ведущем узле и по одной на каждом из вычислительных узлов.
Ведущий узел обеспечивает преобразование сетевых адресов (NAT) между вычисли- тельными узлами и общедоступной сетью.
По одной сетевой плате на каждом из узлов; весь сетевой трафик проходит по
общедоступной сети. В этом сценарии с ограниченными сетевыми возможностями развертывание вычислительных узлов с помощью служб RIS не поддерживается, т. е. каждый вычислительный узел необходимо установить и активировать вручную.
Протокол Microsoft Message Passing Interface (MS-MPI) представляет собой высокоскоростной сетевой интерфейс, использующийся в сети Gigabit Ethernet или InfiniBand либо другой сети с драйвером, поддерживающим WinSock Direct. Этот протокол построен на основе стандарта
MPICH2 Аргонской Национальной Лаборатории и полностью с ним совместим.
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
4



Преимущества и компоненты Windows Compute Cluster Server 2003
ПО Windows Compute Cluster Server 2003 позволяет создать экономически эффективное и мощное решение для высокопроизводительных вычислений, которое функционирует на стандартных компьютерах с архитектурой х64 и поддается быстрому расширению и развертыванию с помощью знакомых средств и технологий.
Управление и развертывание
Одной из наиболее сложных проблем для клиентов, осуществляющих внедрение решений для высокопроизводительных вычислений, является управление и развертывание кластеров и узлов.
Традиционно эта проблема существует на уровне подразделений или всей компании: специально назначенные ИТ-специалисты развертывают узлы и управляют ими, а пользователи отправляют пакетные задания и конкурируют за ограниченные ресурсы. Перед разработчиками Windows
Compute Cluster Server 2003 стояли следующие задачи.
• Обеспечить простую установку.
• Предоставить четкие и понятные инструкции.
• Обеспечить механизмы проверки подлинности и авторизации.
• Создать решение, поддерживающее сценарии.
Используя Active Directory и консоль управления Майкрософт 3.0, Windows Compute Cluster
Server 2003 обеспечивает простой и хорошо знакомый интерфейс для управления и админист- рирования кластера. Интеграция с Active Directory позволяет удобно управлять кластером на основе ролей администратора и пользователя. Новый администратор вычислительного кластера имеет пять основных страниц.
Start Page (Начальная страница). В первую очередь предназначена для текущего контроля; на странице отображается количество узлов и их состояние, количество используемых и доступных процессоров, а также сведения о заданиях, включая их количество и состояние.
To Do List (Список поручений). Используется для настройки и администрирования кластера, включая параметры сети, службу RIS, добавление и удаление узлов, а также безопасность кластера.
Node Management (Управление узлами). На этой странице отображаются сведения об узлах и заданиях в кластере, а также выполняются действия над узлами, например утверждение узла, приостановка и возобновление работы узла, перезагрузка узла.
Remote Desktop Sessions (Сеансы удаленного рабочего стола). С этой страницы создаются и закрываются сеансы удаленного рабочего стола на вычислительных узлах.
Performance Monitor (Системный монитор). На этой странице отображаются полученные от системного монитора данные наблюдения за производительностью, включая время процессора и задания, а также статистику использования процессоров по каждому узлу.
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
5



Помимо администратора вычислительного кластера есть еще диспетчер вычислительного кластера, который служит для отправки заданий и управления ими, а также интерфейс командной строки, являющийся альтернативным средством администрирования кластера и управления заданиями.
В Windows Compute Cluster Server 2003 существенно упрощены процессы установки и разверты- вания. Исходная установка ведущего узла производится в соответствии с инструкциями мастера, а благодаря службам RIS для добавления вычислительного узла его достаточно присоединить к сети и включить.
Интерфейс MPI
Протокол Microsoft Message Passing Interface (MS-MPI) является вариантом открытого стандарта
MPI2 Аргонской Национальной Лаборатории, который широко используется существующими кластерами для высокопроизводительных вычислений. Протокол MS-MPI совместим со стан- дартом MPICH2 и другими реализациями MPI, а также поддерживает комплексный интерфейс
API, обеспечивающий вызов более 160 функций.
В Windows Compute Cluster Server 2003 протокол MS-MPI для повышения производительности и эффективности работы центрального процессора использует протокол WinSock Direct. Через драйверы Winsock Direct, предоставляемые производителями оборудования, протокол MS-MPI может работать по любому каналу связи Ethernet, который поддерживается Windows Server 2003, а также по каналам связи с небольшими задержками и высокой пропускной способностью, например
InfiniBand и Myrinet. Технология Gigabit Ethernet обеспечивает создание высокоскоростной и эко- номически эффективной схемы соединений, а InfiniBand идеально подходит для чувствительных к задержкам приложений, которым требуется высокая пропускная способность.
Протокол MS-MPI включает поддержку (привязку) для языков программирования C, Fortran77 и Fortran90, а последняя версия Microsoft Visual Studio
®
имеет в своем составе параллельный отладчик для MS-MPI. Разработчик может запустить приложение MPI на нескольких вычисли- тельных узлах прямо из среды Visual Studio, а затем Visual Studio автоматически соединяет процессы на каждом узле, позволяя разработчику индивидуально приостанавливать и проверять программные переменные на отдельных узлах.
Планировщик
Планирование заданий, выделение им необходимых ресурсов, а также изменение сопостав- ленных заданиям действий и свойств в Windows Compute Cluster Server 2003 осуществляется с помощью планировщика заданий (с интерфейсом командной строки) или диспетчера вычис- лительного кластера.
Интерфейс командной строки поддерживает ряд языков, включая Perl, Fortran, C/C++, C# и Java.
Задания могут состоять из одного или нескольких действий, а также содержать сведения о необ- ходимом количестве процессоров и указание, должны ли эти процессоры предоставляться монопольно или допустимо их совместное использование с другими заданиями/действиями.
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
6



Планировщик заданий имеет несколько важных особенностей.
Восстановление после ошибок. Автоматическое повторение попытки выполнения неудавшихся действий и заданий, а также автоматическое игнорирование зависших узлов. Кроме того, обес- печивается автоматическое обнаружение узлов, вернувшихся в работоспособное состояние.
Автоматическая очистка. Каждый процесс, сопоставленный заданию или действию, отслеживается и завершается после выполнения задания или действия на всех узлах.
Это предотвращает появление неконтролируемых процессов на вычислительных узлах.
Безопасность. Каждое задание или действие выполняется в контексте отправившего пользователя с обеспечением безопасности на протяжении всего процесса.
Безопасность
По мере того как все больше обычных пользователей внедряет высокопроизводительные кластеры с целью поддержки критически важных приложений, растет значение безопасности и интеграции с существующей инфраструктурой. Используя службу каталогов Active Directory,
Windows Compute Cluster Server 2003 обеспечивает систему безопасности на основе ролей для администрирования кластера и всех заданий. Планировщик запускает каждое задание в контексте и с учетными данными отправителя, а не привилегированного пользователя; все учетные данные хранятся с заданием и удаляются после его завершения. Это позволяет вычислительным заданиям получать доступ к сетевым ресурсам (например, файловым серверам и серверам баз данных) в контексте пользователя, а системным администраторам — применять и проверять политики безопасности, используя существующие и хорошо знакомые механизмы
Active Directory.
Обмен данными в рамках управления заданиями осуществляется по шифрованным каналам с проверкой подлинности, учетные данные известны только диспетчеру узла на время выполнения задания. Изолированию учетных данных и защите их целостности способствует то, что вычисли- тельному процессу виден только маркер входа в систему, а не фактические учетные данные.
Комплексная безопасность при работе с протоколом MS-MPI обеспечивается Windows Compute
Cluster Server 2003 путем применения защищенных и шифрованных каналов на всем протяжении выполнения заданий. После того как диспетчер узла планирует и назначает задание и порождаются действия, задание всегда выполняется в контексте планирующего пользователя. Это является важной особенностью протокола MS-MPI, которая не предусмотрена стандартом MPICH2.
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
7



Заключение
За счет объединения возможностей стандартных компьютеров с архитектурой x64, удобства и безопасности службы каталогов Active Directory, а также преимуществ операционной системы
Windows платформа Windows Compute Cluster Server 2003 позволяет создавать недорогие, обладающие повышенной безопасностью решения для высокопроизводительных вычислений.
Windows Compute Cluster Server 2003 быстро и без труда развертывается с помощью стандартных технологий развертывания Windows, а дополнительные вычислительные узлы можно добавлять просто путем их включения в сеть и присоединения к кластеру. Протокол Microsoft Message Passing
Interface полностью совместим со стандартом MPICH2. Интеграция со службой Active Directory позволяет организовать систему безопасности на основе ролей, а консоль управления обеспечивает знакомый интерфейс администрирования и планирования.
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
8



Ссылки по теме
Дополнительные сведения о Windows Compute Cluster Server 2003 и высокопроизводительных вычислениях см. на веб-узле http://www.microsoft.com/rus/hpc
. Дополнительные сведения о семействе операционных систем Windows Server 2003 см. на веб-узле http://www.microsoft.com/rus/windowsserver2003/default.mspx
. Среди других ресурсов на этом веб- узле доступны многочисленные статьи с описанием технологий и функций в составе
Windows Server 2003.
Вспомогательную информацию можно также найти на следующих веб-узлах.
• Microsoft .NET — http://www.microsoft.com/net
• Windows XP Professional — http://www.microsoft.com/windowsxp/pro
• Корпоративные серверы Майкрософт — http://www.microsoft.com/servers
• MSDN
®
— http://www.microsoft.com/msdn
• TechNet
— www.microsoft.com/technet
Обзор Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003
9


Document Outline

  • Что такое Windows Compute Cluster Server 2003?
    • Вводная информация
    • Комплект поставки
      • Требования к оборудованию
      • Требования к программному обеспечению
    • Архитектура решения
      • Топология сети
    • Преимущества и компоненты Windows Compute Cluster Server 2003
      • Управление и развертывание
      • Интерфейс MPI
      • Планировщик
      • Безопасность
    • Заключение
    • Ссылки по теме



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал