Beowulf-Cluster

Linux-Cluster-Systeme

Dienen die Knoten ausschließlich zum Berechnen und bestehen sie aus handelsüblichen PCs, die unter Linux laufen, spricht man von einem Beowulf-Cluster. Allen Beowulf- Clustern gemeinsam ist, dass die Knoten aus Standardkomponenten zusammengebaut werden, auf denen ein freies Betriebssystem arbeitet. Von der Einordnung her liegen Beowulf-Cluster zwischen reinen High Performance Clustern und COWs, Cluster of Workstations. Anders als bei einem COW, einem reinen Verbund aus Workstations, sind im Beowulf-Cluster alle Knoten exklusiv dem Cluster unterstellt. Die Rechner eines Beowulf-Clusters stehen häufig in einem Raum und verfügen über keine Eingabegeräte oder Monitore. Der Anwender kommuniziert in der Regel nur über einen dedizierten Master-Rechner mit dem gesamten Cluster. Der Master speichert alle benötigten Daten zentral und verteilt sämtliche Prozesse auf die Knoten. Er ist das Tor des Clustersystems zur Außenwelt, mit dem sich die Benutzer verbinden und ihre parallelisierten Programme starten können. Beowulf-Cluster stammen ursprünglich von den beiden NASA-Wissenschaftlern Thomas Sterling und Donald Becker, die 1994 einen Parallelrechner aus handelsüblichen Komponenten »von der Stange« bauen wollten. Ihr Zie
l war es, einen günstigen, aber effizienten und leistungsfähigen Supercomputer zu konstruieren, der es ihnen ermöglicht, große Datenmengen auszuwerten. Das erste lauffähige System bestand aus 16 Knoten mit Intel-486-DX4-Prozessoren, die über ein 10-MBit/s-Ethernet verbunden waren. Inzwischen haben es einige Beowulf-Cluster in die Top500-Liste der schnellsten Supercomputer der Welt geschafft.

Bild: Der Aufbau eines Beowulf-Clusters. Dabei ermöglicht es Software wie Message Passing Interface und Parallel Virtual Machine, Rechenoperationen aufzuteilen