Методика развертывания Windows Compute Cluster Server 2003

Методика развертывания Windows Compute Cluster Server 2003

Астахов А.В., Ладыженский Ю.В.

Донецкий национальный технический университет

Программное обеспечение Windows Compute Cluster Server (WCCS) 2003 позволяет создать экономически эффективное и мощное решение для высокопроизводительных вычислений, которое функционирует на стандартных компьютерах с архитектурой х64 и поддается быстрому расширению и развертыванию с помощью знакомых средств и технологий. 

Одной из наиболее сложных проблем для клиентов, осуществляющих внедрение решений для высокопроизводительных вычислений, является управление и развертывание кластеров и узлов. Традиционно эта проблема существует на уровне подразделений или всей компании: специально назначенные IT-специалисты развертывают узлы и управляют ими, а пользователи отправляют пакетные задания и конкурируют за ограниченные ресурсы [1]. 

Порядок развертывания предусматривает следующие шаги: 

Проверка соответствия компьютеров аппаратным и программным требованиям. 

Выбор топологии сети. 

Добавление вычислительных узлов. 

Определение администраторов и пользователей кластера. 

Обязательное требование к оборудованию кластера – все узлы должны быть 64-разрядными компьютерами. На ведущем узле программе установки кластера требуется, по крайней мере, два тома – один для системного раздела, а второй для служб удаленной инсталляции. Каждый узел должен иметь хотя бы одну сетевую плату. Если же планируется создание частной сети, то на ведущем узле необходимо иметь минимум две сетевые платы (для общей и частной сети). Необходимо обеспечить достаточное дисковое пространство на ведущем узле для приложений и файлов данных. Установка узлов кластера осуществляется на одной из пяти поддерживаемых сетевых топологий. Обязательной для WCCS 2003 является служба Active Directory. Это ключевой компонент платформы Windows, предоставляющий средства для управления учетными данными элементов сетевой среды и отношениями между ними. Служба Active Directory хранит сведения об элементах сети и предоставляет их пользователям и администраторам. Пользователи сети с помощью единого процесса входа в систему могут получать доступ к разрешенным ресурсам из любой точки сети. Членство в домене Active Directory обязательно и для ведущих, и для вычислительных узлов WCCS 2003. Если планируется использовать метод автоматического добавления вычислительных узлов, то осуществляется установка специальных служб удаленной инсталляции (Remote Installation Services (RIS)) [2]. 

На ведущем и вычислительных узлах WCCS 2003 устанавливается одна из поддерживаемых операционных систем. Для оптимизации производительности кластера рекомендуется устанавливать на ведущем узле ОС Windows Server 2003 Compute Cluster Edition. Ведущий узел присоединяется к существующему домену Active Directory, после чего на нем устанавливается Compute Cluster Pack. Это пакет с программными компонентами, преобразующие сервер в узел кластера, который может обслуживать ведущий или вычислительный узлы. Пакет представляет собой сочетание инфраструктуры управления, интерфейсов, утилит, которые обеспечивают высокопроизводительные вычисления. После установки всех необходимых программных компонент производится настройка сетевых адаптеров (отдельно для общего, частного и MPI сетевых адаптеров) и брандмауэра Windows. Включение Windows Firewall активирует брандмауэр только на общем интерфейсе ведущего узла или на любом общем сетевом интерфейсе, существующем на вычислительных узлах. Отключение Windows Firewall блокирует его на всех сетевых интерфейсах. 

Службы RIS позволяют создавать образы удаленной инсталляции для ОС Windows Server 2003 Compute Cluster Edition с установленным и настроенным программным обеспечением пакета Compute Cluster Pack для автоматического добавления вычислительных узлов к кластеру. Для использования служб RIS выбирается топология кластера с частной сетью. После установки служб создается RIS образ на несистемном разделе диска ведущего узла, для образа задается описательное имя, которое в последующем можно выбрать из списка образов для удаленной установки [2]. Существует два типа RIS образов. Один тип используется при автоматической установке файлом ответов (*.sif). Этот тип образа RIS использует WCCS 2003. Другой тип создается при помощи неподдерживаемой RIPrep программы. Использование RIS образов позволяет: устанавливать различные ОС на узлах; обновлять образ, используя различные лицензионные ключи и описания; вносить отсутствующие драйверы. 

Добавить вычислительные узлы к кластеру можно, используя следующие методы: 

Автоматическое добавление – метод устанавливает ОС и все необходимое программное обеспечение на узел, затем добавляет узел к кластеру. 

Compute Cluster Pack Installation – добавление реализуется посредством Compute Cluster Pack Setup (предполагается наличие установленной ОС). 

Ручное добавление – осуществляется администратором кластера (ОС и Compute Cluster Node Manager Service должны быть установлены и запущены на будущем узле, а компьютер добавлен к тому же домену Active Directory, что и ведущий узел). 

Перед тем, как кластер можно будет администрировать и использовать, необходимо добавить домен пользователей или групп к группам Users and Administrators security на ведущем узле. Администраторы кластера имеют полный доступ ко всем узлам на кластере и автоматически становятся членами локальной группы администраторов на каждом узле в кластере. Они могут передавать на выполнение задания и управлять очередью заданий. Пользователи кластера могут отправлять на выполнение задания, видеть полную очередь заданий и изменять только их собственные задания. 

Объединение возможностей 64-разрядных компьютеров, удобства и безопасности службы каталогов Active Directory, а также преимуществ ОС Windows позволяет платформе WCCS 2003 создавать недорогие, обладающие повышенной безопасностью решения для высокопроизводительных вычислений. Развертывание кластера осуществляется с помощью стандартных технологий, а дополнительные узлы можно добавлять просто путем их включения в сеть и присоединения к кластеру. 

Список литературы

Charlie Russel. Overview of Microsoft Windows Compute Cluster Server 2003. 

Windows Compute Cluster Server 2003 Administrator's Guide.