Cluster (computadoras)
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Cluster de computadoras. Conjunto de equipos de cómputo que se comportan como una Supercomputadora única. Son utilizados principalmente para la solución de problemas de alto costo computacional referentes a las ciencias, las ingenierías y el comercio.
Historia
La tecnología cluster tiene su inicio entre la década del 50 y del 60, en plena revolución tecnológica.
El principal fundamento que dio origen a la existencia de los clusters es la Ley de Amdahl que describe matemáticamente cuanto se puede esperar de hacer en paralelo una serie de tareas mediante una arquitectura que lo permita. Dicha ley es aplicable a cualquier medio de multiprocesamiento, ya sea en hardware (es decir, maquinas con varias CPUs) o entornos de redes (clusters de computadoras).
En consecuencia, la historia de los primeros grupos de computadoras está más o menos directamente ligada a la historia de principios de las redes, como una de las principales motivaciones para el desarrollo de una red para enlazar los recursos de computación, de hecho la creación de un cluster de computadoras. Las redes fueron conceptualmente inventados por la corporación RAND en 1962.
Utilizando el concepto de una red de conmutación de paquetes, el proyecto ARPANET logró crear en 1969 lo que fue posiblemente la primera red de computadoras básicas, basadas en el cluster de computadoras por cuatro tipos de centros informáticos. El desarrollo posterior de ARPANET es lo que se conoce como red global o INTERNET.
El primer producto comercial de tipo cluster fue ARCnet, desarrollado en 1977 por Datapoint pero no obtuvo un éxito comercial y los clusters no consiguieron tener éxito hasta que en 1984 VAXcluster produjeran el sistema operativo VAX/VMS. La idea era proporcionar las ventajas del procesamiento paralelo, al tiempo que se mantiene la fiabilidad de los datos y el carácter singular. VAXcluster, VMScluster está todavía disponible en los sistemas de HP OpenVMS corriendo en sistemas Itanium y Alpha.
Otros dos principios comerciales de clusters notables fueron el Tandem Himalaya (alrededor 1994, con productos de alta disponibilidad) y el IBM S/390 Parallel Sysplex (también alrededor de 1994, principalmente para el uso de la empresa).
La historia de los clusters de computadoras estaría incompleta sin señalar el papel fundamental desempeñado por el desarrollo del software de Parallel Virtual Machine (PVM).
Este software de fuente abierta basado en comunicaciones TCP/IP permitió la creación de un superordenador virtual - un cluster HPC - realizada desde cualquiera de los sistemas conectados TCP/IP.
De forma libre los clusters heterogéneos han constituido la cima de este modelo logrando aumentar rápidamente en FLOPS globalmente y superando con creces la disponibilidad incluso de los más caros superordenadores.
PVM y el empleo de PC y redes de bajo costo llevó, en 1993, a un proyecto de la NASA para construir supercomputadoras de clusters.
En 1995, la invención de la beowulf -un estilo de cluster- una granja de computación diseñado según un producto básico de la red con el objetivo específico de "ser un superordenador" capaz de realizar firmemente y cálculos paralelos HPC.
Esto estimuló el desarrollo independiente de la computación Grid como una entidad, a pesar de que el estilo Grid giraba en torno al del sistema operativo Unix y el Arpanet.
Desarrollo
Los clusters se han desarrollado en varias ramas, como son las aplicaciones para solución de alto cómputo, servidores Web y comercio electrónico, así como bases de datos de alto rendimiento, entre otros usos.
El incremento del uso de clusters se debe al fácil acceso en nuestros días a computadoras económicas con potentes microprocesadores, a la existencia de redes de altas velocidades, así como el desarrollo de software para efectuar programación paralela o Computación distribuida.
Pero principalmente la existencia de los clusters esta motivada por la necesidad de potencia computacional para la solución de problemas muy complejos.
Clasificación
Los cluster de computadoras se pueden clasificar en la combinación de las siguientes características generales:
Etapas
Se pueden describir dos etapas para el montaje de un cluster:
- Selección del Hardware: es en donde se escogen las computadoras que formaran nuestro cluster. Estas pueden ser
homogéneas (hardware similar) o heterogéneas (hardware diferente).
- Selección del Software: es en donde se define que Sistema operativo o Middleware usaran los equipos.
Combinaciones
Las combinaciones de todos son posibles. Podemos encontrarnos un cluster de cómputo en donde existe homogeneidad de hardware pero heterogeneidad de software. En esta situación, por lo general, está presente un middleware homogéneo por la parte del software.
También podemos encontrarnos heterogeneidad de hardware con el mismo software. Las situaciones dependen de los contextos políticos y/o económicos de las instituciones o personas responsables.
