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2. 简介

当容易取得的电脑和网路硬件的效率提升,并且价格不断滑落,利用这些市面贩售的电脑组装成平行电脑就变得非常可行,而不需要花钱在价格高昂的超级电脑上。事实上Beowulf电脑的价格效率比是传统超级电脑的三倍到十倍,Beowulf架构在scale上也不错,它很容易建置,你只需负担硬件设备的费用,而不须负担软件的费用。

2.1 谁需要阅读这份HOWTO?

这份HOWTO是设计给对Linux作业系统有些认识的人,对于Beowulf技术、作业系统有深入的认识和网路概念的了解都不是必须的,但是对平行计算有些经验是绝对有好处的(毕竟你总需要些藉口阅读这份文件)。这份HOWTO文件无法回答Beowulf相关的所有问题,但是希望能提供一些想法,并且领导你走向正确的方向,这份文件的目的是提供相关的背景知识,和一些更深入的参考文件。

2.2 什么是Beowulf?

Famed was this Beowulf: far flew the boast of him, son of Scyld, in the Scandian lands. So becomes it a youth to quit him well with his father's friends, by fee and gift, that to aid him, aged, in after days, come warriors willing, should war draw nigh, liegemen loyal: by lauded deeds shall an earl have honor in every clan. Beowulf是用英文书写的最早史诗,描述一个拥有神力和勇气的英雄人物 北欧武夫,和他力战怪兽Grendel的故事, 参见 History 可以找到更多有关北欧武夫的事迹。

Beowulf的定义可能和建造者或Beowulf超级电脑使用者一样多,有些宣称唯有和NASA原型机相同才称为Beowulf,也有人认为只要在一群工作站上执行平行程序就可以称为Beowulf。我对Beowulf的定义是介于二者之间,主要根据Beowulf mailing list上的一些张贴邮件。

Beowulf是一种用来作平行计算的电脑群架构,通常是由一台伺服端和一台以上用户端透过乙太网路或其他网路连接的系统,它是用市面贩售的硬件(像是装有Linux的个人电脑)、标准乙太网路卡和交换式集线器,它不包含任何特殊的硬件设备,是可以重新制造。Beowulf并且使用容易取得的软件,如Linux作业系统、PVM(Parallel Virtual Machine)和MPI(Message Passing Interface)。伺服端控制整个电脑群,提供用户端文档服务,它并且也是电脑群的控制台和通讯闸,提供对外连接的出口。大型的Beowulf电脑群可能不只一台伺服端,可能有些电脑有特定用途,例如控制台或监视站,用户端在大多数情况下是不做额外的事情,额外事情做的越少越好。用户端是由伺服端规划和控制,只做它们被分派的工作。在一个无硬盘用户端的架构,用户端甚至不必知道各自的IP位址或名称,一直到伺服端告知为止。Beowulf和工作站群最大的差异点在于Beowulf看起来比较像一台机器,而不是许多台工作站。在大部分情形用户端不需要备有键盘和萤幕,只需要透过硬件登入或序列式终端萤幕登入,Beowulf的用户端可视为处理器和内存的组合,嵌入一个电脑群内,就像处理器或内存模块被嵌入主机板上。

Beowulf不属于特定软件套件、崭新的网路拓扑或是最新的核心骇客,Beowulf是一套串连Linux电脑成超级虚拟平行电脑的技术,虽然有许多的相关软件套件,如修改过的核心、PVM和MPI程序库以及规划工具(可以让Beowulf架构更快速、便捷地规划系统),任何人也都可以只靠Linux标准套件,不需要额外的辅助就可以建立一套标准的Beowulf机器。假如你有二台已经上网的Linux电脑,并且可以透过NFS共用/home 文档系统和执行rsh(remote shells)指令,这样你可以算是拥有一台简单的双节点Beowulf机器。

2.3 分类

Beowulf系统已经由各种不同部份组成,为了效率的考量,一些非商品化周边设备(只由一家制造商生产)已经问世,为了易于解说和讨论各种不同类型的系统,我们提出下列简单的分类方式:

第一类BEOWULF:

这类机器完全由商品化、直接从市面上贩售的零件所组成,我们用电脑购买者(Computer Shopper)认定标准来定义商品化、直接从市面上贩售的零件(电脑购买者是一种每月出版的杂志,有一英吋厚,内容介绍各种电脑系统和零件目录),认定标准如下:

A 第一类Beowulf是一种机器,它的组成零件至少必须在三种国际性或全球性商业目录上找到。

第一类系统的好处有:

第一类系统的缺点有:

第二类BEOWULF

任何没有通过电脑购买者认定标准的机器称之。这并不一定是件坏事,它只是分类的一种。

第二类系统的好处有:

第二类系统的缺点有 :

没有一种类别比其他的优秀,全凭使用者的需求和预算,这种分类纯粹希望让接下来的讨论更加简明,后头的系统设计章节将会帮助你决定哪一种系统最符合你的要求。


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