Klusteri (tietotekniikka)

Historiaa

Digital Equipment Corporation kehitti ensimmäiset mallit klustereista 1980 VAX-minitietokoneelle VMS-käyttöjärjestelmälle. Se ei ainoastaan tukenut rinnakkaista ajoa vaan myös levytilan ja oheislaitteiden jakamista.
Hajautettuja käyttöjärjestelmiä ovat kehittäneet muun muassa Apollo Computer (Domain/OS) ja Bell Labs (Plan 9).

Tekniikka

Klusterissa muistiarkkitehtuuri on hajautettu (engl. Distributed Memory). Toisin kuin symmetrisessä moniprosessointitietokoneessa klusterin eri solmut (engl. node) vaativat oman kopion käyttöjärjestelmän ytimestä ajettavaksi.

openMosix

openMosix on vapaa versio MOSIX-järjestelmästä. Molemmat on tarkoitettu ajettavaksi Linux-ympäristössä sekä ovat ilmaisia. Ainut konkreettinen eroavaisuus näiden järjestelmien välillä on lisenssi. openMosix julkaistaan GPL:n alaisenta ja Mosixin lisenssi on hieman rajoittuneempi.

Mosix

Mosix-järjestelmät on tarkoitettu hieman tiukemmin sijoitettuun ympäristöön kuin Grid sellaisena kuin se yleisesti ymmärretään. Ne eivät myöskään ole yhtä helposti laajennettavissa. Mosixien hienouksiin kuuluu muun muassa käynnissä olevan prosessin siirtäminen noodilta toiselle ilman prosessin sammuttamista. Mosix on hyvin käytännöllinen ratkaisu esimerkiksi kotona 3D-mallinnusta harrastaville ja sopii myös normaalin koneen käyttöön. Ensisijaisesti nämä ovat kuitenkin klusteroituja supertietokoneita varten.

Beowulf-klusteri

Beowulf-klusteri on niille, joille ei valmis tuote kelpaa. Toinen nimitys Tee-se-itse Linux/Unix -klusteri. Järjestelmän etuna on, että se toimii kuten on haluttu, eikä siinä ole ylimääräisiä prosesseja kuluttamassa resursseja. Myös järjestelmän malli voi olla tavallisuudesta poikkeava. Beowulf-klusterit tyypillisesti käyttävät valmiita yleisesti saatavilla olevia komponentteja (COTS).
Ensimmäiset Beowulf-klusterit kehitettiin vuonna 1993 NASA:ssa.

Windows-klusterit

Windows-klusteri ei ole kovin suosittu ratkaisu hintansa ja suljetun ympäristön vuoksi, mutta joissakin tapauksissa niiden käyttö on välttämättömyys. Windows-klusterin etuja Unix-malleihin verrattuna ovat helposti skaalautuva järjestelmä ja nopea asennettavuus. Ne hallitsevat myös verkon kuorman jakamisen. Microsoftilla on kehityksessä oma Windows-käyttöjärjestelmä joka on suunniteltu erityisesti supertietokoneita varten.

Klusteri ja verkkoteoria

Verkkoteoriassa klusteri tarkoittaa verkon (järjestelmän) sisäistä, voimakkaasti verkotettua kokonaisuutta, sen sisäistä organisaatiota.
Klusterin "vastakohta" on järjestelmän liittyminen muuhun kokonaisuuteen, olemassaoloon, eli ns. heikot yhteydet. Jälkimmäiset ovat nimestään huolimatta systeemeille erityisen tärkeitä. Ihmisverkoissa ne esimerkiksi antavat klusterin yhtenäisestä tiedosta poikkeavaa, laajempaa tietoa.
Järjestelmän raja muodostuu klusterin ja heikkojen yhteyksien rajalle.

Klusteroitu levyjärjestelmä

Klusterointia voidaan hyödyntää tiedon prosessoinnin lisäksi myös tiedon tallentamiseen, jolloin käytetään RAID-tekniikkaa tai klusteroitua levyjärjestelmää.
Klusteroitu levyjärjestelmä tarkoittaa useiden kiintolevyjen tai levyryhmien käyttöä hajautetusti. Nämä jaetaan pääasiassa kahteen ryhmään: hajautettu levyjärjestelmä sekä jaettu levyjärjestelmä.