架构高性价比分布式计算机集群

天使的眼泪

　正如大家所看到的，我们的机器在绝大多数时间是空闲的。如果在Windows下用任务管理器或Linux平台上top、xload之类的工具观察CPU，会看到CPU的使用率通常只有1～2%。事实上，如果在有更多计算机的情况下，这种浪费会加剧。在一个有300台计算机的部门里，CPU的空闲率是惊人的，然而这些部门还是需要强大的服务器用来编译或模拟计算。随着用户的增加，即使是8个CPU的服务器满负荷时也不能把任务交给另外的空闲服务器，因为用户很少会改变习惯去登陆另外一台服务器。如果能利用现有的计算资源，把空闲的CPU利用起来，或者能让服务器智能地迁移负荷，那该多好。架构分布式计算机[url=http://www.baidu.com/s?tn=piglet&ct=&lm=&z=&rn=&word=集群]集群就能达到充分利用资源的效果。下面我们就详细介绍以MOSIX作为集群方案，使用Red Hat Linux架构高性能价格比分布式计算机集群的方法。

　　我们选择MOSIX作为集群的方案，并使用无盘节点。架构集群并没有想象中那样复杂。参考下面的步骤可以一步步地架构集群，整个方案也不是很昂贵，而且便于扩展。因为Red Hat在中国是很有影响的Linux发行版本，不论是初学者还是专业工作者，都可以在Red Hat Linux中定制自己的版本，所以集群的Linux操作系统选择Red Hat。我们使用终端服务器LTSP，它结构简单，便于快速扩展。还有，我们架构集群使用的硬件是可以改进的。比如，使用双CPU的主板和至强处理器，这样单一机柜中处理器就可以密集到48块CPU。本例中使用24块CPU。除了CPU以外，还可以使用千兆网卡或光纤网卡，交换机可以使用光纤交换机，内存总数可以达到48GB。但是，随着硬件配置的升级，集群整体价格就会过高，而性能的提升并不是按比例的，因此本例的配置是选择了性价比较好的组合。MOSIX是利用给内核源代码加补丁的办法，增加内核的功能来达到内核级的集群支持。通过编译后的内核，它启动的系统之间的关系类似SMP多处理器系统，即从外面角度看只有一台有很多处理器的庞大机器，但内部却是用很多机器架构成的。MOSIX集群的特点是对用户透明，原有的应用程序不需要修改代码即可以在集群中分布计算。

　　还需要说明的是，有几种情况是不需要使用集群系统的，而使用类似网格计算的脚本就可以完成计算。比如三维动画的渲染，这类计算可以使用不同的节点，不需要对称的硬件，不需要一致的操作系统（需要应用具有支持不同操作系统的版本），只需要按照处理器来分割渲染的任务段，在每个节点上运行相应的任务段，然后合成所有节点的计算结果。因为计算数据是离散的（结果的连续是视觉的连续），所以用类似网格计算的脚本就可以完成了。这类计算不使用集群也可以完成。