O que é cluster e como funciona?

O que é Cluster ou Clustering? É o nome dado a um sistema montado com mais de um computador, cujo objectivo é fazer com que todo o processamento da aplicação seja distribuído aos computadores, como se fossem um computador só. Com isso, é possível realizar processamentos que até então somente computadores de alta performance seriam capazes de fazer.

Cada computador de um cluster é denominado nó ou nodo. Todos devem estar interconectados, de maneira a formarem uma rede, de qualquer topologia. Essa rede precisa ser criada de uma forma que permita o acréscimo ou a retirada de um nó (em casos de danos, por exemplo), mas sem interromper o funcionamento do cluster. O sistema operacional usado nos computadores deve ser de um mesmo tipo, ou seja, ou somente Windows ou somente Linux, etc. Isso porque existe particularidades em cada sistema operacional que poderiam impedir o funcionamento do cluster.

Independente do sistema operacional usado, é preciso usar um software que permita a montagem do cluster em si. Esse software vai ser responsável, entre outras coisas, pela distribuição do processamento. Esse é um ponto crucial na montagem de um cluster. É preciso que o software trabalhe de forma que erros e defeitos sejam detectados, oferecendo meios de providenciar reparos, mas sem interromper as atividades do cluster. Obviamente, esse tipo de necessidade pode ser controlada através de um equipamento específico, ou seja, não depende apenas do software.

Para que exista, um cluster precisa de pelo menos dois computadores. Evidentemente, quanto mais computadores existir no cluster, maiores serão os custos de implementação e manutenção. Isso não se deve apenas ao preço dos computadores, mas também pelos equipamentos (switches, cabos, hubs, nobreaks, etc). Mas ainda assim, os custos costumam ser menores do que a aquisição/manutenção de computadores poderosos e algumas vezes o processamento é até mais rápido.

Agora que já sabe o que é Cluster, conheça os Tipos de Cluster que existem:

Cluster Beowulf – De maneira generalizada, o Cluster Beowulf permite a construção de sistemas de processamento que podem alcançar altos valores de gigaflops (um gigaflop equivale a 1 bilhão de instruções de ponto flutuante executadas por segundo). Isso tudo com o uso de computadores comuns e de um sistema operacional com código-fonte livre, ou seja, além de gratuito, pode ser melhorado para a sua finalidade.

Cluster de Alto Desempenho – Também conhecido como cluster de alta performance, ele funciona permitindo que ocorra uma grande carga de processamento com um volume alto de gigaflops em computadores comuns e utilizando sistema operacional gratuito, o que diminui seu custo.

Cluster de Alta Disponibilidade – São clusters os quais seus sistemas conseguem permanecer activos por um longo período de tempo e em plena condição de uso. Sendo assim, podemos dizer que eles nunca param de funcionar; além disso, conseguem detectar erros protegendo-se de possíveis falhas.

Cluster para Balanceamento de Carga – Este tipo de cluster tem como função controlar a distribuição equilibrada do processamento. Requer um monitoramento constante na sua comunicação e em seus mecanismos de redundância, pois se ocorrer alguma falha, haverá uma interrupção no seu funcionamento.

Cluster Combo – Este tipo combina as características dos clusters De Alta Disponibilidade e de Balanceamento de Carga.

Cluster MOSIX – MOSIX é a sigla para Multicomputer Operating System for UnIX. De maneira generalizada, O MOSIX é uma extensão para Linux (ou sistemas baseados em Unix) de um sistema de cluster que trabalha como se fosse um único supercomputador, por meio de conceitos de Distribuição de Processos e Balanceamento de Carga.

As tecnologias de Clustering possibilitam a solução de diversos problemas que envolvem grande volume de processamento. As aplicações que um cluster pode ter são diversas, indo desde a simples melhora no desempenho de um determinado sistema ou a hospedagem de um site, até o processo de pesquisas científicas complexas. O que realmente chama a atenção, é que todo o processamento pode ser feito de maneira que pareça ser um único computador dotado de alta capacidade. Assim, é possível que determinadas aplicações sejam implementadas em cluster, mas sem interferir no funcionamento de outras aplicações que estejam relacionadas.

Bibliografia:

Info Wester

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  1. Maria Clarice

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