1 БӨлім. «Есептеу жүйелері, желілері және коммуникациялары» ПӘНІ, оның мазмұНЫ

Кластерлік есептеу жүйелерін құрастыру қолайлылығы кластерге арнайы аппараттық және программалық интерфейстер көмегімен сериялық серверлерді қоса отырып, қажетті қуаттылықтағы суперкомпьютер алынғанша жүйенің керекті өнімділігін икемді реттеуге болатындығында. Кластерлеу сенімділікті арттыра отырып, серверлер тобын бір жүйе ретінде басқаруға мүмкіндік береді.

Кластерлердің маңызды ерекшелігі оның кез келген сервердің оперативті, сондай-ақ дискілік жады блогына енуін қамтамасыз етуі болып табылады.

Кластерлік жүйелердің құны ұқсас суперкомпьютерлерден төмен болып келеді.

Кластер (серверлер тобы) бір серверге қарағанда үлкен сенімділікке және өнімділікке ие.

Қолданылуы. Көбінесе серверлер кластерлері бөлек компьютерлерде қызмет етеді. Бұл аппараттық ресурстарға жүктемені бөлу есебінен өнімділікті арттырады және аппараттық деңгейде бас тарту төзімділігін қамтамасыз етеді.

Дегенмен, серверлер кластерлерін ұйымдастыру принципі (программалық протокол деңгейінде) бір аппараттық серверде бірнеше программалық серверді орындауға мүмкіндік береді. Мұндай қолданыс келесі жағдайларда қажет болуы мүмкін:

• 
  кластерлік шешімдерді өңдеу және тестілеуде;
  
• 
  аппараттық ресурстар бойынша шектеу жағдайында қайта жүктеуді талап ететін кластер мүшелері-серверлердің конфигурациясының жиі өзгерісі есебінен ғана кластерге ену мүмкіндігін қамтамасыз етуде.
  

Әдетте кластерлердің келесі негізгі түрлерін бөліп көрсетеді:

1. 
   бас тартуға тұрақты кластерлер (High-availability clusters, HA-жоғары қолжетімділік) – кластер ұсынатын сервистің жоғары қолжетімділігін қамтамасыз ету үшін құрылады. Кластерге енетін түйіндердің артық саны бір немесе бірнеше серверлердің жұмыстан шығуы жағдайында қызмет көрсетуге кепілдік береді. Түйіндердің әдеттегі саны – екеу, бұл қолжетімділікті көтеруге әкелетін ең аз сан. Мұндай кластерлерді құрудың көптеген программалық шешімдері құрылған.
   
2. 
   жүктемені теңестіретін кластерлер (Load balancing clusters) – олардың әрекет ету принциптері бір немесе бірнеше кіріс түйіндері арқылы сұраныстарды бөлуге негізделген, түйіндер сұраныстарды қалған есептеу түйіндеріне өңдеуге қайта жібереді. Мұндай кластердің алғашқы мақсаты – өнімділік, алайда оларда сенімділікті арттыратын әдістер де жиі қолданылады. Мұндай құрылымдар серверлік ферма деп те аталады. Программалық жабдық коммерциялық(OpenVMS, MOSIX, Platform LSF HPC, Solaris Cluster Moab Cluster Suite, Maui Cluster Scheduler), сондай-ақ тегін де (OpenMOSIX, Sun Grid Engine, Linux Virtual Server) болады.
   
3. 
   өнімділігі жоғары кластерлер (High-performance clusters, HPC) – кластерлер есептеу мақсатында, көбінесе ғылыми зерттеулерде қолданылады. Есептеу кластерлеріне маңызды көрсеткіштер жылжымалы нүктелі сандармен операциялар орындаудағы процессордың жоғары өнімділігі және біріктіруші желілердің төмен латенттілігі, сонымен бірге мәліметтер қоры мен web-сервислер үшін жоғары дәрежеде мағынасы бар енгізу-шығару операцияларының жылдамдығы болып табылады. Есептеу кластерлері бір компьютермен салыстырғанда есептеу уақытын қысқартуға мүмкіндік береді
   
4. 
   grid-жүйелер – мұндай жүйелерді кластер деп атау қабылданбаған, бірақ олардың принциптері үлкен дәрежеде кластерлік технологиямен ұқсас болып келеді. Басты ерекшелігі – әрбір түйіннің төмен қолжетімділігі, яғни берілген уақыт аралығында оның жұмысына кепілдік бере алмауында, сондықтан мәселе бір-бірінен тәуелсіз процесстерге бөліну керек. Мұндай жүйе кластерлерден айырмашылығы бір компьютерге ұқсамайды, есептеулерді бөлудың қысқаша құралы қызметін атқарады. Конфигурацияның тұрақсыздығы түйіндердің үлкен санымен компенсацияланады.
   

• 
  жоғары қосынды өнімділік;
  
• 
  жүйе жұмысының жоғары сенімділігі;
  
• 
  өнімділік/құны арақатынасының тиімділігі;
  
• 
  серверлер арасында жүктемені динамикалық қайта бөлу мүмкіндігі;
  
• 
  жеңіл кеңейтілім, яғни қосымша серверлерді қосу жолымен есептеу қуаттылығын өсіру;
  
• 
  жүйе жұмысын бақылау және басқару қолайлығы.