Автор: Романов Артем Михайлович

Рубрика: Информатика

Опубликовано в Молодой учёный №5 (28) май 2011 г.

Статья просмотрена: 289 раз

Библиографическое описание:

Романов А. М. Сравнительный анализ систем удаленного управления кластером // Молодой ученый. — 2011. — №5. Т.1. — С. 126-129.

В настоящее время существует достаточно много прикладных и научных задач, требующих для своего решения больших вычислительных мощностей, предоставляемых суперкомпьютерными технологиями. Высокопроизводительные вычисления используются в самых различных областях, в таких как моделирование погоды, компьютерное управление производственными процессами, анализ фондового рынка, обработка потоков информации в распределенных базах данных, автоматизация проектирования, управление сотовой связью, биоинформатика, биохимия, биофизика, теплофизика, динамика жидкостей и газов, электромагнетизм и др.

В высокопроизводительных системах задействуется все больше ученых, инженеров, любителей. Управление, администрирование и даже простой запуск задач на кластере предполагает достаточно высокие требования к знанию дополнительной массы деталей, по сути чисто технического характера, которые необходимы специалисту в своей области, помимо свойств применяемых пакетов программ и их специфического языка.

Стандартным интерфейсом работы с суперкомпьютером является консоль (командная строка). Консольный интерфейс позволяет максимально использовать возможности операционной системы, но сложен в изучении, требует глубоких знаний команд. Для неподготовленного пользователя суперкомпьютера консоль оказывается барьером в его освоении.

Для просмотра статистики по запущенным задачам, нагрузки системы, результатов вычислений требуется физическое присутствие человека за главным компьютером кластера. Отсутствие средств самодиагностики суперкомпьютера приводит к тому, что ошибки могут жить неделями. Это сильно сказывается на качестве предоставляемых сервисов.

Часто у суперкомпьютера отсутствует средство сбора статистики использования ресурсов и автоматического построения отчетов.

В случае возникновения проблем с высокопроизводительной системой требуется высококвалифицированный специалист, который должен всегда находиться в непосредственной близости с кластером.

Системы удаленного управления кластером позволяют решать вышеописанные проблемы. В данной статье сравним следующие системы удаленного управления кластером, представленные на рисунке 1.

Рисунок 1 –Классификация удаленного управления

Выделим следующие критерии сравнения:

Независимость от операционной системы. Управление и доступ к компьютеру при выключенной системе.

Внешние коммуникационные соединения. Признак описывает интерфейсы решения, через которые можно действовать извне. Коммуникации могут осуществляться по внешнему (Out of Band, OoB) и основному (In Band, IB) каналам.

Доступ к коду загрузки/BIOS. В качестве кода загрузки компьютера обычно обозначают ту часть программного обеспечения энергонезависимой памяти, выполнение которой происходит непосредственно после включения системы. С его помощью задаются основные параметры системы и осуществляется управление самим процессом загрузки. Если код загрузки рабочей станции с сокращенным набором команд (RISC) обращается чаще всего к последовательной консоли, то код загрузки компьютера (традиционно обозначаемый как BIOS) предполагает наличие соответствующей графической карты VGA.

Безопасность. Цель удаленного управления заключается в обеспечении глобального доступа к устройству, что означает доступность высокопроизводительной системы для всего мира. Таким образом, ясно, что концепция безопасности решения удаленного управления должна быть тщательно продумана и отработана. Шифрование, подтверждение подлинности и контроль доступа — традиционно применяемые для этого технологии.

Внутреннее соединение. Критерий определяет, через какие интерфейсы администратор осуществляет удаленное управление контролируемым компьютером. Помимо типичных аппаратных интерфейсов, таких, как выход VGA или кнопка сброса, распространены и программные интерфейсы.

Виртуальные устройства. Они дают возможность системе управления эмулировать на компьютере оборудование, которое в действительности к нему не подсоединено. Чаще всего виртуальные устройства используются для того, чтобы загрузить компьютер с альтернативного образа диска, передача которого осуществляется через управляющее соединение.

Программное обеспечение управления. Наибольшее распространение получили две концепции: система управления может использовать нестандартный или стандартный протокол. В первом случае требуется применение специального программного обеспечения. Во втором — можно применять любое соответствующее стандарту программное обеспечение. Промежуточное положение занимает выбор в качестве коммуникационного протокола НТТР или telnet. Эти протоколы стандартизированы, следовательно, вполне подойдет стандартное ПО, например браузер Web. Правда, они не поддерживают определение и обмен метаинформацией, каковая описывает функциональность решений. Это значит, что собственные интерфейсы пользователей, в свою очередь, нестандартны.

Распространение. Распространенность решения определяется тем, насколько оно значимо практически или как проверено на практике.

В группе оборудование имеется удлинитель интерфейса. Под этим понимается дополнительное аппаратное обеспечение, позволяющее удлинение существующего интерфейса, поэтому его рассматривать в сравнении не будем.

Для устройств, к которым не применимы вышеописанные критерии сравнения, не будет указан критерий. Сравнительные характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Сравнительные характеристики


Класс

Независимость от операционной системы.

Внешние коммуникационные соединения

Доступ к коду загрузки/BIOS

Безопасность

Внутреннее соединение

Виртуальные устройства

Программное обеспечение управления

Распространение

Платы дистанционного управления

Доступ /оборудование /провайдер

да

Ethernet, модем (ISDN)

да

SSL и авторизация

Питание, сброс, напряжение, VGA, клавиатура, мышь, IPMI

да

На базе Web или нестандартное

На серверах и зависимы от изготовителя

Последовательные консоли

Доступ /оборудование/адаптер

да

Ethernet, модем (ISDN)

да

SSL

RS232

нет

telnet, ssh

вычислительные центры с компьютерами UNIX

Устройства управления клавиатурой, монитором и мышью (Keyboard, Video, Mouse, KVM)

Доступ /ПО/сервер

нет

Все интерфейсы хоста

нет

SSL

клавиатура, монитор, мышь

возможны, но не загрузка

Любое стандартное идущее в комплекте с ОС, нестандартное

Широкое применение для управления и удаленной поддержки

Программное обеспечение удаленного доступа

протокол

-

-

-

аутентификация/ шифрование

-

-

Любое клиентское ПО с поддержкой SNMP

Широко распространен в сетевом оборудовании

Простой протокол управления сетью (Simple Network Management Protocol, SNMP)

протокол

-

-

-

аутентификация/ шифрование

-

-

Любое клиентское ПО с поддержкой SNMP

Широко распространен в сетевом оборудовании

Управление на базе Web (Web Based Enterprise Management, WBEM)

протокол

-

-

-

HTTPS/SSL

-

-

Браузер Web, нестандартное

Мало распространены


В таблице были рассмотрены изолированно друг от друга различные системы. Однако зачастую лишь умелая комбинация технологий приводит к желаемой программе управления. Типичным примером является подключение устройства для работы с клавиатурой, монитором и мышью по IP к компьютеру, у которого одновременно должны быть в распоряжении и другие параметры платы, в частности сброс и питание. Подключение реализуется очень просто при помощи IPMI, естественно, если компьютер и работающее через IP устройство KVM его поддерживают.
Наиболее дороги из всех обсуждаемых технологий дистанционного управления работающие по IP устройства KVM. Расходы можно снизить путем их комбинирования с традиционными переключателями KVM, у которых есть все необходимое для переключения подсоединенного компьютера на аналоговый путь.

Однако важный вопрос остается без ответа: «Как со всеми этими возможностями, которые дает мне в руки удаленное управление, решить мою собственную проблему? К примеру, что делать, если не загружается мой управляющий компьютер?» Ноу-хау администраторов имеет решающее значение для беспрепятственной эксплуатации оборудования, а удаленное управление между тем позволит значительно снизить затраты и сократить время на решение определенных задач.


Литература:

  1. Baker M. et al. Cluster Computing White Paper. Final Release, Version 2.0.

  2. Описание виртуальных сетевых вычислений (http://www.uk.research.att.com/vnc)

  3. Ройзензон Г.В. СППР для выбора вычислительных кластеров // Труды международных научно-технических конференций «Интеллектуальные системы» (IEEE AIS’03) и «Интеллектуальные САПР» (CAD-2003). Т. 1. М.: Физмат-лит, 2003. С. 443–448.

  4. Андреев А.Е., Попов Д.С., Жариков Д.Н. Building of high-performance cluster system based on existing pool of computers using GNU/ Linux operating system. Известия ВолгГТУ, №6(54), 2009. С. 48-51.

  5. Рабочая группа по распределенному управлению DMTF (http://www.dmtf.org/standards/)

Основные термины (генерируются автоматически): Сравнительный анализ, удаленного управления, удаленного управления кластером, Сравнительный анализ существующих, Сравнительный обзор распространённых, удаленное управление, определения повреждения тяговой, анализ существующих методов, повреждения тяговой сети, распространённых языков программирования, обзор распространённых языков, существующих методов определения, методов определения повреждения, Сравнительный анализ систем, Похожая статья, системы удаленного управления, операционной системы, Сравнительный анализ алгоритмов, Системы удаленного управления, решения удаленного управления.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос