SISTEMAS EM CLUSTER - LICENCIATURA DE INFORMÁTICA

RESUMO

Cluster, primeiramente estudaremos o significado desta palavra, para podermos então entender o significado do nosso estudo. Durante esta pesquisa, analisaremos os principais fatos históricos dos sistemas em cluster, desde o seu surgimento, até chegarmos aos dias atuais. Será estudado também os principais sistemas operacionais destes modelos de processamento de dados, assim como os tipos de cluster, de modo que tenhamos um conhecimento amplo e superficial sobre este vasto assunto .De modo geral devemos saber se o tipo de processamentos que desejamos efetuar poderá ser através dos cluster, ou de um servidor, tendo em vista que os cluster não podem ser utilizados em todos os tipos de processamento de dados.

Palavras-chave: Cluster, Principais Tipos, Sistemas Operacionais.

1 INTRODUÇÃO

Nos dias atuais, ficamos cada vez mais dependentes das tecnologias e seus meios de comunicação. As tecnologias atuais vêem para facilitar a vida das pessoas das mais variadas formas possíveis, desde as redes sociais, e-mails, que servem para o trabalho e entretenimento das pessoas, até pesquisas médicas, tecnológicas, ambientais, dentre outras. Todas elas obrigatoriamente utilizam a informática como ferramenta de pesquisa e necessitam de um alto processamento de dados para que consigam alcançar seus objetivos.

Diante deste fato, se faz necessário cada vez mais, um alto desempenho no processamento de dados, tendo em vista que estes irão ser utilizados cada vez mais pelas pessoas (usuários), pois cada vez que alguém acessa estes bancos, elas esperam uma resposta cada vez mais rápida e satisfatória, sendo que as empresas e pesquisadores do ramo da informática têm a necessidade de aprimorar estes tipos de serviços e processamentos, de forma que se tornem cada vez mais eficazes, obtendo um custo-benefício bom e satisfatório tanto para quem precisa destes dados, como para quem os fornece.

Diante destes fatos, sabemos que existem vários tipos de processamento de dados, mas falaremos de um pouco dos Sistemas em Cluster.

Inicialmente falaremos um pouco de sua história, o seu surgimento, seus principais tipos e utilizações, falaremos também de forma abrangente dos principais sistemas operacionais utilizados para o seu correto funcionamento e as principais vantagens de sua utilização.

2 CLUSTER

Segundo o dicionário reverso, cluster significa agrupamento, grupo, fragmentação. Diante disto um cluster ou sistema em cluster nada mais é que um agrupamento de computadores convencionais (personal computers), ligados através de uma rede, e gerenciados por um sistema operacional especifico, para desempenhar uma determinada função de processamento de dados, sendo que estes dividirão suas tarefas, ou seja, a CPU de cada computador irá desempenhar uma determinada tarefa do processamento, sendo que ao final do processo, o sistema operacional irá reunir todos os dados em um único local, de modo a responder a informação solicitada.

FIGURA 01 FOTODE UM CLUSTER BEOWULF

Disponível em: http://www.vivaolinux.com.br/artigo/Funcionamento-de-um-cluster-Linux/ (Acessado em 01 de junho de 2014).

2.1 HISTÓRIA DOS SISTEMAS EM CLUSTER

O surgimento dos clusters não é claro, porém seus primeiros registros foram na década de 60, sendo a pioneira neste tipo de processamento, a IBM, tendo como idéia inicial interagir entre mainframes, a idéia era ter um modo comunicação, de modo a distribuir tarefas aos mainframes, sua utilização foi amplamente utilizada até os anos 80. Segundo a Wikipédia, com o surgimento dos microprocessadores de alto desempenho, redes de alta velocidade, e ferramentas padronizadas para computação distribuída de alto desempenho.

No ano de 1993, dois pesquisadores da NASA(Agencia Espacial Americana) iniciaram um esboço de um sistema distribuído inovador construindo a partir de hardware de uso cotidiano, tendo em vista o corte de gastos da Agencia com os ditos supercomputadores, nascia assim o primeiro cluster como os conhecemos nos dias atuais, foi denominado projeto Beowulf. Segundo a Wikipédia ele possui 16 processadores DX4 ligados por dois canais Ethernet acoplados (Ethernet bonding). A máquina foi um sucesso instantâneo e esta idéia rapidamente se espalhou pelos meios acadêmicos, pela NASA e por outras comunidades de pesquisa.

2.2 PRINCIPAIS TIPOS DE CLUSTER

Desde o seu surgimento, há vários tipos de cluster em funcionamento, dentre os quais citaremos apenas os três principais, Cluster de Alto Desempenho, Cluster de Alta Disponibilidade e Cluster para Balanceamento de Carga.

2.2.1 Cluster de alto desempenho

Clusters de alto desempenho geralmente são destinados para o uso de aplicações e tarefas que exijam uma alta capacidade de desempenho, podendo ser capaz resolver problemas extremamente complexos através do processamento paralelo ou distribuído.

é comum associar este tipo de cluster ao projeto Beowulf da NASA. Estes clusters são usados para computação cientifica ou análises financeiras, tarefas típicas para exigência de alto processamento. (Pitinga,2014)

2.2.2 Cluster de alta disponibilidade

Estes tipos de cluster foram desenvolvidos para trabalharem de forma ininterrupta, de forma que se algum nó do cluster vier a falhar, outras partes do cluster consigam suprir esta necessidade, assumindo assim aquela tarefa. Geralmente este tipo de cluster é utilizado como base de dados e missões críticas, correios, servidores de arquivos e aplicações.

2.2.3 Cluster para balanceamento de carga

Cluster utilizado geralmente em fazendas de servidores da Web (Web farms), pois este modelo distribui e controla de forma equilibrada o processamento, porém requer um monitoramento constante, pois se houver uma fala no processamento, todo o sistema sofrerá uma interrupção.

2.3 SISTEMAS OPERACIONAIS DE UM CLUSTER

Existem vários sistemas operacionais para operarem com os cluster, mas alguns deles se sobressaem perante os outros, os sistemas baseados em Unix e aqueles que se relacionam com a base Linux.

2.3.1 Mosix

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