Post on 03-Feb-2016
description
CLUSTER CLUSTER COMPUTİNG COMPUTİNG
(KÜME (KÜME HESAPLAMA )HESAPLAMA )
HAZIRLAYAN : Gökçen TEMİRCİ
06260601
PARALEL HESAPLAMA
Paralel hesaplama, daha hızlı sonuç almak
için bir uygulamaya ait program parçalarının
birden fazla işlemcide aynı anda çalıştırılmasıdır.
Ağ teknolojilerindeki hızlı gelişmeler paralel
hesaplama için kolay edinilebilir ve ulaşılabilir
donanımlara izin vermektedir.
Paralel hesaplama ile gelen ek yükler:
•İşlemcilerde fazladan geçen süre
•İletişim ek yükü
•Senkronizasyon ek yükü
•Programın paralel olmayan/ olamayan
parçaları
Paralel hesaplama yöntemleri:
1- Çok Çekirekli hesaplama (Multicore
computing)
Günümüzde de yaygınlaşan çok çekirdekli
işlemcilerin içerisinde birden fazla işlemi (komut
setini) aynı anda yapmaya izin veren birden fazla
denetim birimi (“çekirdek”) vardır. Bu denetim
birimleri ortak bellekleri kullanırlar.
İntel firmasının 4 çekirdekli İntel firmasının 4 çekirdekli işlemcisinin iç yapısıişlemcisinin iç yapısı
Çok çekirdekli işlemcilerde ki avantajı
kullanabilecek bir işletim sistemi ve uygun
kodlarla her bir çekirdek ayrı bir işlemci gibi
kullanılabilir ve paralel hesaplama yapılabilir.
Ancak bu sistemin bazı dezavantajları da
mevcuttur. İşletim sistemi ve bu işletim
sisteminde kullanılan yazılımlar, bu işlemcilerden
maksimum verim alabilmek için, çok çekirdek
mimarisini destekleyecek şekilde olmalıdır.
2-Simetrik Çok İ2-Simetrik Çok İssleme (Symmetric leme (Symmetric
multiprocessing, SMP)multiprocessing, SMP)
Bu yöntemde, bir bilgisayar sisteminde veriyolları ile bağlı Bu yöntemde, bir bilgisayar sisteminde veriyolları ile bağlı
bir hafızayı paylasan (shared memory) birden çok özdeş işlemci bir hafızayı paylasan (shared memory) birden çok özdeş işlemci
kullanımı esastır. Bugün yaygın olarak kullanılan SMP kullanımı esastır. Bugün yaygın olarak kullanılan SMP
mimarisidir. SMP sistemleri işlem için gerekli olan verinin mimarisidir. SMP sistemleri işlem için gerekli olan verinin
hafızanın neresinde olduğuna bakmaksızın herhangi bir anda hafızanın neresinde olduğuna bakmaksızın herhangi bir anda
yapılmasına imkan sunar. Fakat bu yöntemde birtakım veri yolu yapılmasına imkan sunar. Fakat bu yöntemde birtakım veri yolu
problemleri (bus contention) sebebiyle genellikle işlemci sayısı problemleri (bus contention) sebebiyle genellikle işlemci sayısı
bakımından sınırlıdır. Ölçeklenebilirliği yüksek değildir. Çok bakımından sınırlıdır. Ölçeklenebilirliği yüksek değildir. Çok
yüksek hızlara ihtiyaç duyan uygulamalarda yetersiz kalırlaryüksek hızlara ihtiyaç duyan uygulamalarda yetersiz kalırlar
Örnek SMP mimarisi
3-Da3-Dağğıtık Hesaplama (Distributed ıtık Hesaplama (Distributed
computing)computing)Dağıtık hesaplama yönteminde ise islem Dağıtık hesaplama yönteminde ise islem
parçaları, ağ (network) üzerinde birbirine bağlı isleme parçaları, ağ (network) üzerinde birbirine bağlı isleme
ünitelerine dağıtılır. Bağlantı bu sekilde ağ üzerinde ünitelerine dağıtılır. Bağlantı bu sekilde ağ üzerinde
olduğundan son derece ölçeklenebilir bir sistemdir. olduğundan son derece ölçeklenebilir bir sistemdir.
Dağıtık hesaplama sistemleri de kendi içinde üç ana Dağıtık hesaplama sistemleri de kendi içinde üç ana
kısma ayrılır:kısma ayrılır:
•Cluster Computing (Bilgisayar Kümeleri) Cluster Computing (Bilgisayar Kümeleri)
•Massive parallel processing (Güçlü Paralel Massive parallel processing (Güçlü Paralel
İşleme)İşleme)
•Grid computing (Izgara Hesaplama)Grid computing (Izgara Hesaplama)
CLUSTER COMPUTİNGBu yöntemde bilgisayarlar ağ üzerinde birbirine Bu yöntemde bilgisayarlar ağ üzerinde birbirine
bağlanarak tek bir bilgisayar gibi çalıştırılırlar. Bu bağlanarak tek bir bilgisayar gibi çalıştırılırlar. Bu
yöntemle birleştirilen bilgisayarların her biri bu ağdan yöntemle birleştirilen bilgisayarların her biri bu ağdan
bağımsız da çalışabilen (standalone) bilgisayarlardır. bağımsız da çalışabilen (standalone) bilgisayarlardır.
Bilgisayar kümelerinin en çok kullanılan tipi Beowulf Bilgisayar kümelerinin en çok kullanılan tipi Beowulf
kümeleridir. Beowulf kümelerinde günlük hayatta kümeleridir. Beowulf kümelerinde günlük hayatta
alışık olduğumuz bilgisayar kasaları, ethernet alışık olduğumuz bilgisayar kasaları, ethernet
kullanılarak TCP/IP üzerinden yerel alan ağı ile kullanılarak TCP/IP üzerinden yerel alan ağı ile
birbirine bağlanır. Dünyanın en hızlı ilk 500 bilgisayarı birbirine bağlanır. Dünyanın en hızlı ilk 500 bilgisayarı
içinde en çok kullanılan yöntem budur.içinde en çok kullanılan yöntem budur. Hesaplamada
küme bilgisayar kullanımı 1994 senesinde NASA’da
Beowulf projesi ile başlamıştır. 16 Intel 486 DX4
işlemci ethernet ile bağlanmıştır.
Yüksek performanslı hesaplama, artık küme
bilgisayarlarla hesaplama halini almıştır. Küme
bilgisayar, birlikte çalışmak üzere bağlanmış birden
fazla sunucudan oluşur. En önemli dezavantajı
kullanıcıya tek sistem arayüzü sunamamasıdır.
Küme hesaplamanın tanımından da belirtildiği
gibi kümeli sistem kullanıcıya tek bir sistem olarak
görünmektedir; fakat burada dikkat edilmesi gereken
sistemdeki tüm bilgisayarların kullanıcıların
kullanımına açık olduğudur. Ayrıca küme
hesaplamada tüm bilgisayarlar dış dünyaya açıktır. Bu
tür sistemler için bir yerel ağa bağlı NT iş istasyonları
kümesi örnek olarak verilebilir.
Küme hesaplamanın avantajları :
1-Birden çok bilgisayarın kaynakları
kullanıldığından bir bilgisayar sisteminin
kullanılmasından elde edilebilecek çok daha yüksek
seviyede başarım ve işlem gücü elde edilmesi küme
hesaplamanın sistemlerde kullanılmasını cazip kılan en
önemli özelliktir.
2-Küme hesaplama çökmelere karşı etkin bir
koruma sunmaktadır. Bir bilgisayarın çökmesi
durumunda o bilgisayara verilmiş olan iş hemen başka
bir bilgisayara yönlendirilerek yapılmakta olan işin
aksaması önlenmektedir.
3- Kümeli sisteme bir bilgisayar dahil edilmek istendiği
zaman bu bilgisayarın işletim sistemi sistemdeki diğer
bilgisayarlardan kopyalanarak kurulabilmekte ve ufak
ayar değişiklikleriyle bu bilgisayar sisteme kolaca
dahil edilmektedir.
Dezavantajları:
1- Küme hesaplamaya tabi tutulacak sistemler
doğaları gereği paralel işleme uygun olmalılar ve bu
tür uygulamaların sayısı oldukça sınırlıdır.
2- Küme hesaplama bilgisayar ağlarının gelişmesi
sonucu ortaya çıkmış bir hesaplama türüdür. Ancak
küme hesaplamadaki en büyük sorunlar ağ
iletişiminden kaynaklanmaktadır.
BEOWULF Beowulf İngiliz edebiyatında ki bir epik eserin
kahramanıdır. Bir bilgisayar sistemi olarak Beowulf, ismini kökeninden esinlenerek almıştır.
Beowulf düşük maliyetli, çok bilgisayarlı yapısı kullanıcıdan soyutlanmış, yüksek başarımlı bir süper bilgisayar sistemidir. Bir beowulf sistemi bir ana sunucu bilgisayar, gerekiyorsa uygun sayıda ana sunucu bilgisayar ve uygun sayıda uç bilgisayardan oluşur. Uç bilgisayarların sayısı maliyet ve başarım kıstasları için önemli bir parametredir. Bir Beowulf sisteminde ki tüm uç bilgisayarlar dış dünyadan erişime kapalıdır. Beowulf sisteminin tek bir bilgisayar sistemi gibi davranması, çalışması, görünmesi için kamaşık ağ alt yapısı gelişmiş ve ayrıntılı yazılımlar ile kullanıcıdan gizlenir.
BEOWULF SİSTEMİ İÇİN GEREKLİ DONANIM
BİLEŞENLERİ Sunucu bilgisayarlar için ana işlem birimi, ana
bellek gibi temel bileşenlere ek olarak ekran, fare,
klavye, CD-ROM ve disket sürücü gerekmektedir ve
bunlara ek olarak iki adet Ethernet kartına ihtiyaç vardır.
Biri sistem içi diğeri dış dünyayla bağlantıyı
sağlayabilmek için. Uç bilgisayarlarda ise temel
bileşenlere ek olarak disket sürücü gerekmektedir.
Disket sürücü hem ikincil bellek olarak hem de sistemi
başlatmak için kullanılır. Ayrıca sistem içi iletişimi
sağlamak için bir adet Ethernet kartına da ihtiyaç vardır.
Tüm bilgisayarlar arası iletişimi sağlayabilmek için
sisteme bir adet de Ethernet anahtarı dahil edilmelidir.
GEREKLİ YAZILIM BİLEŞENLERİBeowulf sisteminde işletim sistemi olarak Linux
seçilmiştir. İşletim sistemi olarak Linux’ un tercih edilmesinde ki temel sebepler:
•Tamamen ücretsiz olması•Gelişmiş görev, bellek ve ağ yönetimi sağlaması,•Gelişmiş kütüphaneler ve program geliştirme araçları
sağlaması •Grafik arayüzü sunması•Ve de en güvenilir işletim sistemlerinden biri olması.
İşletim sistemi olarak Windows NT veya Solaris gibi sistemlerde seçilebilir. Solaris gibi bir işletim sistemi güvenilir bir sistem olmasına karşın Beowulf sisteminin temel aldığı düşük maliyet ilkesine ters düştüğü için Linux tercih edilmiştir.
1 ana bilgisayar ve 5 uç bilgisayardan oluşmuş bir Beowulf sistemi görülmektedir. Makinelere atanan sistem için ip numaraları özel ip numaraları olduğu görülmektedir. 10. ile başlayan ip numaraları sadece yerel ağlarda ve bu gibi kapalı sistemlerde tercih edilmektedir. Bu şekilde sistem güvenliği bir parçada olsa sağlanmaktadır.
Aşağıda gerçek bir Beowulf sistemi olan Loki görülmektedir. Kullanıcı sistemle iletişim için sadece sunucu bilgisayarı kullanmaktadır.
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN
TEŞEKKÜRLER…