Автор: Христов А. П., Стрельцов О. В.

Одесский национальный политехнический университет, Кафедра специализированных компьютерных систем.

Исследование эффективности выполнения распределенных вычислений на кластере под управлением операционной системы Linux

С появлением и развитием кластерных технологий большой интерес представляет скорость работы различных вычислительных алгоритмов. Но исследования и сравнения производительности проведенные на последотельно работающих вычислительных комплексах не актуальны для кластеров. Вторым аспектом является существенное различие в архитектуре различных кластеров и суперкомпьютеров, поэтому исследования, проводимые на одной архитектуре или одном вычислительном комплексе могут быть неактуальны для другого вычислительного комплекса.

Еще одним фактором, вызвавшим необходимость исследования является закрытость или неопубликованность подобных исследований, проводимых, как правило, для решения определенной вычислительной задачи и доступных только

для самой фирмы или организации, проводящей исследования.

С развитием информационных технологий и возросшей потребностью в сложных и быстрых вычислениях, параллельные вычисления становяться все более и более популярными. Самым доступным, а часто и единственным, средством проводить параллельные вычисления является высокопроизводительный кластер. Целью исследования является оценка эффективности выполнения пареллельных алгоритмов на вычислительном кластере. Для этого необходимо выполнение следующих задач:

1) Создание и конфигурирование кластера

2) Создание программной системы, позволяющей управлять кластером, выполнять административные работы и проводить мониторинг системы

3) Исследование параллельных алгоритмов на вычислительном кластере

Целью исследования является изучение параллельных алгоритмов, времини их выполнения, ресурсоемкости, время, необходимое для сетевой передачи начальных данных и результата вычислений. После получения таковых данных о каждом алгоритме сравнение их по определенным критериям, сли алгоритмы являются эквивалентными или преднозначены для решения однотипных или сходных задач

На данный момент практически не существует инструментов, пригодных для проведения подобынх исследований. Круг поиска ограничен еще и ценовыми критериями. Т.к. кластеры применыют в основном в промышленных масштабах, то использовать коммерческие проекты в исследовательской деятельности становаться невозможно. Также необходим качественный и удобный инструмент по управлению кластером, пригодный как для администрирования так и для исследования. Создавать инструмент планируется на базе Web-технологий, которые обладают следующимим приимуществами:

• Кроссплатформенность. В отличие от компилируемых языков программирования не требует сборки и тестирования под каждой доступной операционной системой
• Доступность. Не требует скачивания или получения исполняемого файла для полноценного функционирования
• Единый внешний вид под разными операцонными системами при использовании одного браузера

Функции инструмента для управления кластером:

• Задача обеспечения доступа пользователей к кластеру и создание благоприятной среды для их работы.
• Административные задачи управления ресурсами кластера (такими как узлы, пользователи и т.д.), мониторинга используемых ресурсов, ведение и анализ журналов событий различного типа.
• Планирование выполнение задач на кластере, а именно распределение задач по времени начала выполнения и по используемым узлам (в общем случае - используемым ресурсам) с целью оптимизации выбранного показателя производительности (в качестве такого показателя обычно выбирается пропускная способность системы).

Исследование состоит из трех этапов:

· Во время первого этапа работы предполагается создать работоспособный кластер, пригодный к параллельным вычислениям.

· Во время второго этапа предполагается создать инструмент для управления кластером, подходящий для исследований, проводимых в третьем этапе работы.

· Во время третьего этапа работы предполагается получить различные характеристики вычислительных алгоритмов, позволяющие их сравнивать, такие как времини выполнения, ресурсоемкость, время, необходимое для сетевой передачи начальных данных и результата вычислений.

В представленной работе будут проведены исследования производительности вычислительных алгоритмов, создан интсрумент по управлению, администрированию и обслуживанию кластеров, а также создан и настроен вычислительный кластер на дистрибутиве SuSE Linux 10.1