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Windows Compute Cluster Server 2003 Beta 2

评估指南

发布日期:2005年11月

最新信息,请访问https://www.360docs.net/doc/2a5454683.html,/hpc

摘要

Windows? Compute Cluster Server 2003 Beta 2 为需要解决复杂计算问题的客户提供了易于部署、操作,且集成了现有基础结构和工具的高性能计算 (HPC) 平台,可帮助他们在更短时间内把握住问题关键。一直

以来,群集配置都是一项复杂的技术,往往需要专门的技术人员来进行支持。标准的安装过程通过远程安

装服务、节点配置和安全设置大大简化了网络配置和远程加载节点的工作任务。集成的作业调度器可以通

过命令行接口进行访问,也可以通过几个为群集工作负载的提交和管理而提供的 API 进行访问。Active Directory?集成提供了端到端的身份管理和安全性,而微软管理控制台则支持可扩展的管理单元,而且还集

成了 Microsoft Operations Manager。您可以群集上运行知名 ISV 所提供的领先应用程序,在维持高性能的同时,帮助企业及时且具成本效益地满足用户的各种需求。通过使用 MPI chameleon (MPICH) 标准的完全实现,可借助 Windows Compute Cluster Server 2003 中提供的消息传递接口 (MPI) 支持运行并行作业。Visual Studio? 2005 为

开发人员提供了包含并行编译和调试功能的集成开发环境。Windows Compute Cluster Server 2003 无缝集成了屡获殊荣的Windows Server? 2003 操作系统,改进了安全性、存储效率和生产效率。

内容

Windows Compute Cluster Server 2003 概述 (1)

Windows Compute Cluster Server 2003 入门 (2)

什么是Windows Compute Cluster Server 2003? (2)

关于 MPI、MPICH 和 MS MPI (3)

为什么要部署 Windows Compute Cluster Server 2003 (4)

系统要求 (5)

硬件要求 (5)

软件要求 (5)

网络要求 (7)

设置群集 (8)

创建根节点 (8)

安装计算群集软件包 (8)

完成安装过程 (11)

技术概述 (13)

体系结构 (13)

网络拓扑 (14)

方案1 (14)

方案2 (15)

方案3 (16)

方案4 (17)

方案5 (18)

功能 (19)

计算群集管理器 (19)

群集作业提交与监控台 (23)

命令行接口 (24)

群集安全性 (24)

群集管理员 (24)

群集用户 (24)

总结 (25)

相关链接 (26)

Windows Compute Cluster Server 2003 概述

Microsoft? Windows? Compute Cluster Server 2003 Beta 2 将为开发、部署、运行和管理高性

能计算应用程序提供一个集成化的应用程序平台。Windows Compute Cluster Server 2003 可以

帮助工作人员在一个高效环境内,借助商用硬件执行多节点工作负载计算。

在行业标准服务器群集的帮助下,高性能计算正逐步成为现实。这些群集的规模从几个节点

(若干单台计算机)到数百个节点不等。与这些节点相关的布线、装备、配置、监控与管理活

动以及提供适当、安全用户访问服务的工作大多是需要专门支持与管理资源的复杂任务。Windows Compute Cluster Server 2003 的目标是简化管理,降低计算群集成本,从而使计算群

集可为更广泛的用户所接受。

Windows Compute Cluster Server 2003 的安装更为简单直观。系统配置的过程完全是指定好的,这在很大程度上实现了自动化。Windows Compute Cluster Server 2003 整合了传统 Windows

系统的远程部署和群集管理功能。Windows Compute Cluster Server 2003 完全集成了

Windows Server System? 解决方案堆栈,从而可以充分利用 Microsoft Operations Manager

中提供的高级管理功能和 Active Directory 目录服务的用户与安全管理功能。需要借助 Windows Compute Cluster Server 2003 管理完成各项任务的人员将享受短暂的学习曲线,之后便可以轻

松快速地适应管理界面。

工作中需要使用高性能计算解决方案的人员和组织需要一些必要的补充应用程序,来执行复杂

计算和输出精确的数据。微软与服务于多个市场的独立软件供应商 (ISV) 携手,共同将应用程序

移植到了 Windows Compute Cluster Server 2003 中。为了帮助履行其简单易用的诺言,微软

提供了全功能的作业调度器。

Windows Compute Cluster Server 2003 支持根据消息传递接口 (MPI) 标准执行并行应用程序。Visual Studio 2005 中针对并行计算的功能增强包括对 OpenMP 标准的支持以及支持 MPI 的并

行调试功能。

.

Windows Compute Cluster Server 2003入门

在过去的 15 年中,高性能计算得到极大的发展。虽然二十世纪九十年代初的“超级计算机”解

决方案能够提供强大的并行计算能力,但其成本动辄数千万美元,而且要求具有较高级别的部署、管理和维护技能。过于昂贵的成本和特殊的技能水平要求,将使用这些解决方案的客户限

制为政府机构和大型科研院校。

今天,最高端超级计算解决方案的成本超过了一亿美元。这些系统所产生的巨大计算能力仍是

非常宝贵的工具,是完成大规模、高精度计算任务的重中之重。

虽然能够产生最大计算能力的高性能计算解决方案仍存在着极大的价值和需求,但与之相对的,几乎任何人都可以通过群集价格低廉、方便易用的商用硬件来创建高性能计算解决方案。这是

可能的,因为 64 位处理器体系结构的计算能力在不断提高,而且在内存地址空间方面也有相应

的提高。实现高性能计算的小型群集的创建成本从五千到一万美元不等–就产生相同计算能力

的成本而言,比 15 年前少了近 10,000 倍。

群集高性能计算解决方案成本方面的降低为依赖于高性能计算的个体提供了更多执行计算任务

的选择。大规模或高精度作业可提交给超级计算机系统,而部署的本地群集则可快速执行小规

模的常规任务。

但是,对高性能计算的经济承受能力已不再成为使用障碍。由于高性能计算解决方案在使用、

管理、与计算基础结构集成,以及利用标准应用程序能力等方面的困难,限制了高性能计算群

集的广泛采用。Windows Compute Cluster Server 2003 的主要目标是克服这些挑战。随着

2006 年 Windows Compute Cluster Server 2003 的计划发布,微软希望能够扫清管理阻碍,使

每位工程师和科学家都可以单独利用群集强大的计算能力。管理要求的降低还释放了一些资源,使那些具有高性能计算需求的企业可以部署本地群集,多快好省地解决问题。

什么是Windows Compute Cluster Server 2003?

Windows Compute Cluster Server 2003 是一款使用群集商用服务器的高性能计算解决方案,是

通过 Windows Server 2003, Compute Cluster Edition 操作系统和 Microsoft Compute Cluster Pack 组合构建的。

Windows Server 2003, Compute Cluster Edition是基于Windows Server 2003 64 位版的专用

64 位Windows Server 操作系统,专为可支持高性能软件的Windows Compute Cluster Server 2003 而开发。Windows Server 2003, Compute Cluster Edition是一个完整版本的Windows Server 2003 64 位操作系统;当然,我们并不建议将其作为通用服务器。

为降低Windows Compute Cluster Server 2003 的售价,Windows Server 2003, Computer Cluster Edition 中的服务器角色将受到一定限制。举例来说,用户如需在群集服务器上安装Microsoft SQL Server? 2005,则需购买并安装Windows Server 2003 64 位标准版或

Windows Server 2003 64 位企业版。此外,目前尚不能在32 位硬件设备上部署Windows Compute Cluster Server 2003。(请参见下面的系统要求部分。)

计算群集软件包提供了创建和配置群集节点所必需的服务、接口、支持软件,同时还包含实用

工具和管理基础结构。计算群集软件包还为行业标准MP12 的支持特性提供相关支持。该软件

包还配备了集成作业调度器和群集资源管理工具。

Windows Compute Cluster Server 2003 的部署任务主要通过两张CD 安装完成。CD1 包含Windows Server 2003, Computer Cluster Edition。CD2 包含计算群集软件包。

Windows Compute Cluster Server 2003 提供的组件如下表所示。

使用标准的 Windows 部署技术,可轻松快捷地部署 Windows Compute Cluster Server 2003,而通过插入和连接群集,可在计算群集中自动添加附加的计算节点。Microsoft 消息传递接口(MS MPI) 实现与参考 MPICH2 完全兼容,并在所有作业上实现了端到端的安全性。与 Active Directory 的集成为管理和用户提供了基于角色的安全性,而微软管理控制台 (MMC) 的使用则提供了熟悉的管理和计划安排界面。

关于 MPI、MPICH 和 MS MPI

MPI 是标准的应用程序编程接口 (API),是消息传递的规范。MPI 针对大型计算机系统或群集调用计算机上运行的高性能计算进行了专门设计。

MS MPI 是 Argonne 国家实验室开放源代码 MPI2 实现的一个版本,目前在各种 HPC 群集中广泛应用。MS MPI 兼容 MPICH2 参考实现及其它 MPI 实现,并支持一个具有 160 多个函数调用的全功能 API。

Windows Compute Cluster Server 2003 中的 MS MPI 使用 WinSock Direct 协议实现最佳的性能和 CPU 效率。MS MPI 可通过硬件制造商提供的 Winsock Direct 驱动程序,利用所有Windows Server 2003 支持的以太网互连,以及低延迟、高带宽互连(比如:InfiniBand 或Myrinet)。因此,与特定架构需要特定 MPI 堆栈相比,单一 MPI 堆栈支持多种架构。这极大地减轻了网络管理员的管理负担。Gigabit 以太网提供了高速且极具成本效益的互连架构,而InfiniBand 则是对延迟有严格要求的高带宽应用程序的理想选择。

MS MPI 支持(绑定)C、Fortran77 和 Fortran90 编程语言,Microsoft Visual Studio 2005 包括与 MS MPI 一起工作的并行调试器。开发人员可以从 Visual Studio 环境,对多个计算节点启动他们的 MPI 应用程序,而 Visual Studio 将自动连接每个节点上的进程,这便使得开发人员可以在每个节点上分别暂停和检查程序变量。

为什么要部署 Windows Compute Cluster Server 2003

对于希望发挥群集解决方案强大效能的组织和个人来说,Windows Compute Cluster Server 2003 无疑在排除部署障碍方面迈出了重要的一步。

?缩短把握问题关键的时间—Windows Compute Cluster Server 2003 将提供一种现成可用且性能超卓的开发体验;一个囊括操作系统、作业调度和MPI 层级的集成化软件包;以及满足目标领域需求并代表领先水平的应用解决方案。

?更好地集成IT 基础结构— Windows Compute Cluster Server 2003 可与现有Windows 基础结构(例如 Active Directory)实现无缝化集成,从而允许客户充分运用现有知识技能和技术手段。

?熟悉的开发环境—面向Windows Compute Cluster Server 2003 的应用程序开发允许开发人员充分运用基于Windows 平台获得的现有知识技能和经验教训。 Visual Studio 是业界应用最广泛的集成化开发环境 (IDE),而Visual Studio 2005 更提供了包括并行编译与调试在内的HPC 应用开发支持特性。合作伙伴提供了附加的编译器和数学库选项。Windows

Compute Cluster Server 2003 支持结合微软 MPI 堆栈或其他供应商的堆栈使用 MPI。

对于一度受预算资金和专业技能所限而无法部署高性能计算解决方案的组织和个人来说,Windows Compute Cluster Server 2003 无疑将帮助他们实现拥有这种解决方案的梦想。客户现可对Active Directory 和IT 管理技能等Windows 基础结构投资成果加以充分运用,进而发挥高性能计算所蕴含的巨大潜力。他们将不必再为每个高性能计算群集配备专职管理员。

系统要求

在Windows Compute Cluster Server 2003 中,被指定为根节点或计算节点的计算机均应满足最低硬件和软件配置要求。此外,如果部署计划包括在远程计算机上安装管理和用户组件,那么,远程计算机必须安装兼容计算群集软件包 (CCP) 的操作系统。根节点还可能根据安装群集的网络环境提出额外的软件配置要求,如远程安装服务(RIS) 或 Internet 连接共享 (ICS) 网络地址转换(NAT) 等。

Windows Compute Cluster Server 2003 需要 .NET framework 2.0,它包含在计算群集软件包磁盘上。计算群集管理器 (Compute Cluster Administrator) 需要 MMC 3.0。

硬件要求

Windows Compute Cluster Server 2003 的最低系统硬件配置要求与Windows Server 2003, Standard x64 Edition 的硬件配置要求相似。

1

软件要求

本节描述 Windows Compute Cluster Server 2003 的软件配置要求。

以下是 Windows Compute Cluster Server 2003 所需或兼容的操作系统:

根节点和计算节点

计算群集软件包必须安装在受支持的操作系统上。根节点和计算节点支持的操作系统相同,包括:

?Windows Server 2003, Compute Cluster Edition

?Windows Server 2003, Standard x64 Edition

?Windows Server 2003, Enterprise x64 Edition

?Windows Server 2003 R2, Standard x64 Edition

?Windows Server 2003 R2, Enterprise x64 Edition

远程工作站计算机

虽然计算群集管理器和群集作业提交与监控台默认安装在根节点处,但可以从远程工作站管理和操作群集。如果计算群集管理器或群集作业提交与监控台安装在远程计算机上,那么该计算机必须安装以下任意一种操作系统:

?带有 Service Pack 2 (SP2) 的 Windows XP Professional

?Windows XP Professional x64 Edition

?带有 Service Pack 1 (SP1) 的 Windows Server 2003, Standard Edition

?Windows Server 2003, Standard x64 Edition

?带有 Service Pack 1 (SP1) 的 Windows Server 2003, Enterprise Edition

?Windows Server 2003, Enterprise x64 Edition

?Windows Server 2003 R2, Standard Edition

?Windows Server 2003 R2, Standard x64 Edition

?Windows Server 2003 R2, Enterprise Edition

?Windows Server 2003 R2, Enterprise x64 Edition

远程安装服务 (RIS)

RIS 可用于自动安装组成群集的计算节点。还可以使用第三方系统映像工具来部署计算节点。

Active Directory

Active Directory 目录服务是 Windows 平台的核心组件,它可为组成网络环境的各种身份和关系提供管理方法。Active Directory 将与对象相关的信息存储在网络中,用户和网络管理员都可使用此信息。有了Active Directory,网络用户便可以使用单一登录过程,随处访问网络中其有权访问的任意资源。Active Directory 是 Windows Compute Cluster Server 2003 所必需的。

所有计算节点都必须与根节点位于同一 Active Directory 域中。为了利用现有的目录服务、身份验证和安全基础结构,应将计算群集计算机加入到现有的公司 Active Directory 域中。如果Active Directory 域不可用,则可以运行 DCPROMO.EXE,将根节点作为域控制器使用。如果群集使用了单独的域,则必须在新群集域和现有域间创建信任关系,若要允许两域互相访问,则可能还需要完成其它的管理任务。

软件开发工具包

“操作系统要求”中列出的操作系统上都支持使用 Windows Compute Cluster Server 2003 软件开发工具包 (SDK) 以及相关的实用工具。

网络要求

Windows Compute Cluster Server 2003 支持五种不同的网络拓扑。每种拓扑都存在性能和可访问性问题。这些拓扑至少涉及一个网络,同时也可能是所有三种不同网络的组合:公共、专用和 MPI。

公共网络是连接到一个或多个群集节点的组织网络。这种网络通常是预先存在的以太网,大部分用户都要在登录后才能完成其工作。如果群集没有连接到专用网络,那么公共网络将承载所有的内部群集管理和部署流量。

专用网络是专用的群集网络,用于承载节点间的内部群集通信。这种网络如果存在,则将承载群集中节点的所有管理、部署和 MPI 流量(如果不存在 MPI 网络)。

MPI 网络是专用的高速网络,负责承载群集中计算节点间的并行应用程序通信。如果不存在MPI 网络,MPI 通信则由专用网络来承载。如果专用网络不存在,MPI 流量则由外部公共网络来承载。

使用单独网络来承载计算节点和根节点间的外部群集和 MPI 流量将会提高群集性能,分流公共网络的通信流量。从计算节点到公共网络的访问仍可通过使用根节点上的网络地址转换 (NAT) 服务来实现。

计算群集软件包支持的四个网络方案都通过使用一种或多种专用网络来支持群集通信,分别提供了不同程度的性能改进。每种方案都可从公共网络访问计算节点,只是各种方案的可访问程度各有不同。在第五个方案中,组成群集的所有节点都附加到了公共网络上;此方案对每个计算节点提供了最大程度的可访问性,但也在公共网络上施加了最为沉重的网络流量需求。

有关网络拓扑方案的详细信息,请参见下面的“技术概述”一节。

开始使用Windows Compute Cluster Server 2003

安装Windows Compute Cluster Server 2003 需要安装 Windows Server 2003, Compute

Cluster Edition 操作系统 (CD1) 和 Microsoft Compute Cluster Pack (CD2)。

设置群集

群集是同一个或多个网络连接起来,并作为单一资源使用的计算机(节点)集合。在 Windows Server 2003, Compute Cluster Solution 中,群集包括一个根节点和一个或多个计算节点。根节

点提供用于管理和使用群集资源的群集管理服务和用户界面。每个计算节点提供运行作业的处

理资源。请注意,根节点也是一个计算节点。

群集管理服务包括作业调度、作业与资源管理和远程安装服务(RIS)。用户界面由以下几部分组成:

?计算群集管理器—用于群集管理的微软管理控制台 (MMC) 管理单元。

?群集作业提交与监控台—用于作业提交和作业队列管理的用户界面。

?命令行接口 (CLI) —提供除使用计算群集管理器和群集作业提交与监控台之外的命令行选择。此外,在群集通过专用网络连接时,根节点可充当群集节点与组织外部(公共)网络间通信的

网络地址转换 (NAT) 网关。根节点上的 NAT 可通过使用 Internet 连接共享服务来配置。

借助 Windows Server 2003, Compute Cluster Solution 设置计算群集过程的第一步是确认选择

作为群集根节点的计算机是否满足最低硬件配置要求。下一步包括安装操作系统和其他必备软件,然后安装计算群集软件包软件。配置网络和 RIS(相应位置),接着遵循以下这些步骤添加节点和用户:

创建根节点

创建根节点的过程是创建群集过程的第一步。Windows Computer Cluster Server 2003 分发在

两张 CD-ROM 上:包含操作系统的 Windows Server 2003, Compute Cluster Edition 磁盘和包

含群集特定软件的计算群集软件包磁盘。

若要开始创建根节点,通常需要执行以下操作:

?使用 Windows Server 2003, Compute Cluster Edition 磁盘安装操作系统。

?若要使用 RIS 创建计算节点,则在安装操作系统时,需要创建第二个磁盘卷(例如 D:\),以供 RIS 使用,因为不能将 RIS 安装在系统分区。

?将该计算机连接到现有的 Active Directory 域(建议),或使用 DCPROMO.EXE 为群集创建一个新域,并在两域间根据需要建立信任关系。

?弹出 Windows Compute Cluster Server 2003 CD-ROM,并插入 CCP CD-ROM。

?按下面详述的信息完成根节点的配置。

请注意,您还可以单独使用 CCP CD-ROM 在安装了受支持操作系统的计算机上创建根节点。

如果作为根节点使用的计算机不是 Active Directory 域的成员,则不会安装计算群集软件包。

安装计算群集软件包

1.将计算群集软件包 CD-ROM 插入计算机的 CD 驱动器中,并运行 Setup.exe。此时应

会自动运行安装程序。

2.从“Microsoft Computer Cluster Pack 安装帮助”对话框中,选择安装类型。您可以从

以下安装类型中选择任意一种或全部:

?根节点

?计算节点

?客户端实用工具

请注意,根节点也是计算节点。

3.在选中根节点时,节点的计算机名将成为群集的名称。单击“下一步”继续。

图 1. 节点选择选项,计算群集软件包安装向导

注意:安装根节点的先决条件是必须包含 MMC 3.0、.NET Framework 2.0 以及 RIS 和 ICS 更新。安装应用程序将协助安装这些必备软件。

4.显示“欢迎”对话框;单击“下一步”继续安装。

5.在“最终用户许可协议”页上,仔细阅读许可协议的各项条款,并选择接受还是不接受

这些条款。同意这些条款后,单击“下一步”继续。

图 2. 最终用户许可协议页

6.在“安装文件夹”页上,单击“更改”,更改计算群集软件包的安装文件夹位置,或者

单击“下一步”继续。

图 3. 安装文件夹页

7.单击“安装”,开始安装计算群集软件包。在安装进程过程中,单击“取消”可取消计

算群集软件包的安装。

8.在安装完成时,将显示“任务列表”页。(也可以在计算群集管理器中访问其中显示的

信息)。

完成安装过程

从“任务列表”中,完成群集配置。通过运行计算群集管理器可立即执行此操作,也可以稍后

执行。为配置群集而指定的任务和命令包括:

1.定义群集网络拓扑。此任务按所选的相应配置来配置根节点的公共、专用和 MPI 网络接

口。若要执行此操作,请使用“网络”部分的“定义群集网络拓扑向导”。

图 4. 群集管理

2.配置 RIS(如果适用)。如果要使用“自动添加和重新映像节点方法”,则必须安装

RIS 和 hotfix for RIS。若要安装 RIS,请使用“远程安装服务 (RIS) 部分的“配置 RIS

向导”。有关 hotfix for RIS 的信息,请参阅 Beta 1 的版本声明。

注意:只有在满足以下先决条件的情况下,才能使用向群集自动添加节点的方法:?群集由专用网络进行支持。

?根节点上已安装了 RIS 和 RIS 更新。

?RIS 映像已经创建,并已为该映像应用正确的许可密钥。

?在从本地媒体启动前,已对添加到群集的计算机进行了配置,使其执行 PXE 启动。

3.创建 RIS 安装映像(如果使用 RIS)若要执行此操作,请使用“远程安装服务 (RIS)”

部分的“管理映像向导”。Windows Compute Cluster Server 2003 允许在根节点上存

储多个映像。

4.用有效的许可密钥修改 RIS 映像。

5.添加计算节点。若要执行此操作,请使用“节点管理”部分的“添加节点向导”。在将

节点添加到群集中前,需先得到群集管理员的批准。计算节点的添加方式为:运行 CD2,并选中计算节点选项;运行“任务列表”中的“添加节点向导”,并选中“自动添加”

选项。

注意:使用自动添加节点方法时,需要群集管理员提供域帐户用户名和密码,才能安装节点。

将使用此帐户创建 Active Directory 中每个节点的计算机帐户。群集管理员还需要输入所添加节点的节点序列名。在添加多个节点时,此名称可作为添加计算机系列的前缀使用。

6.配置群集用户和管理员。若要执行此操作,请使用“群集安全”部分的“配置用户向

导”。

群集管理员具有对群集所有节点的完全访问权限,并可自动成为群集每个节点上本地管理员组

的成员。群集管理员可以使用“计算群集管理器”添加和删除计算节点,添加或删除群集用户。管理员可以使用群集作业提交与监控台,或者从命令行接口 (CLI) 发布命令提交作业和管理作业

队列。

群集用户可以使用“群集作业提交与监控台”或CLI 提交作业。用户将可以看到整个作业队列,但只能修改其自己的作业。作业使用提交作业人员的用户凭证运行。因此,在作业执行过程中,作业只能访问该用户有权访问的资源和服务。

技术概述

Windows Compute Cluster Server 2003 是 Windows Server 家族中一个令人激动的新增独特系统。虽然多年来微软一直支持容错、高可用性群集,但 Windows Compute Cluster Server 2003 的发布却进一步通过熟悉且简单易用的 Windows 操作系统,将高性能计算的超级计算能力注入到了个人和工作组级别。

体系结构

Windows Compute Cluster Server 2003 是一组服务器,包含有一个根节点和一个或多个计算节点(请参见“图 1”)。根节点控制和调解所有对群集资源的访问,充当计算群集的单一管理、部署和作业调度点。Windows Compute Cluster Server 2003 使用 Microsoft Operations Manager (MOM) 2005 和 Microsoft Systems Management Server (SMS) 2003 等工具,将现有的公司 Active Directory 基础结构用于安全、帐户管理和总体操作管理。

图 5. 典型的 Windows Compute Cluster Server 2003 网络

Windows Compute Cluster Server 2003 的安装包括:在根节点上安装操作系统、将其加入到现有的 Active Directory 域中,然后安装计算群集软件包。如果组织计划使用 RIS 自动部署计算节点,则还将安装 RIS ,并在安装完毕后,作为“任务列表”任务中的一部分进行相关配置。

在根节点上计算群集软件包安装完毕后,将显示“任务列表”页,该页显示完成计算群集配置所需执行的步骤。这些步骤中包括定义网络拓扑、使用“配置 RIS ”向导配置 RIS 、向群集添加计算节点以及配置群集用户和管理员。

下表描述了在根节点和计算节点上安装的各项服务及其所起的作用。其中许多服务都是新服务,用于执行 Windows Compute Cluster Server 2003 特定的功能。

Compute

Node Compute Node Compute Node

根节点上安装的服务

在计算节点上安装的服务

网络拓扑

Windows Compute Cluster Server 2003 支持五种不同的网络拓扑,其中每个节点各配备一至三块网络接口卡 (NIC)。

Microsoft MPI (MS MPI) 是一种高速网络接口,可在 Gigabit Ethernet、InfiniBand 或任何提供支持 WinSock Direct 驱动程序的网络上运行。MS MPI 基于 MPI2 的 Argonne 国家实验室 MPICH2 实现,并与之兼容。

方案1

在第一个拓扑方案中,根节点有两个网络接口。一个接口连接到现有的公共或组织网络。另一个接口连接将根节点连接到计算节点的专用群集网络。专用网络负责承载根节点和计算节点间的所有通信,包括部署、管理和 MPI 流量。

在此方案中,只有根节点具有公共网络接口:计算群集和公共公司网络间的所有流程都要通过根节点传递。公司网络中的用户只能访问根节点。根节点上必须启用 NAT,以便群集计算节点可以访问数据和服务等公司资源。NAT 还要在专用网络上启用受限制的 DHCP 和 DNS 服务。这些服务用于配置计算节点专用接口的 IP 设置。同时这些服务还可用于配置计算节点的专用接口 IP 地址设置。Windows Computer Cluster Server 2003 通过 Internet 连接共享 (ICS) 来配置NAT,为专用网络提供 DHCP 和 DNS 服务。

方案1:NAT、DHCP 和 DNS 的配置。

方案2

在此方案中,根节点和所有计算节点都有两个网络接口。在方案1中,节点间包括部署、管理和 MPI 流量在内的所有通信都承载在专用网络上,而在方案2中,则为每个计算节点和根节点都附加了公共网络。

大部分情况下,计算群集的每个节点都将从公共网络上的 DHCP 服务器获取 IP 地址。这种安排提高了从公共网络的可访问性,而专用网络的性能仍保持与方案1相同。

方案2:NAT、DHCP 和 DNS 的配置。

方案3

方案 3 与方案 1 类似,因为只将公共网络附加到根节点,由根节点来充当计算节点和公共网络间的网关。两者间的主要差异是方案3中的群集用连接所有节点的 MPI 网络进行安装。在此方案中,根节点有一个附加的网络接口,连接到 MPI 网络的高速适配器。此外,每个计算节点都有第二个网络适配器,一个连接专用网络,另一个连接 MPI 网络。MPI 网络用于隔离对延迟敏感的 MPI 流量。

此方案提供了最大程序的互连性能,但和方案1一样,公共网络的可用性受到根节点本身的限制。

方案3:NAT、DHCP 和 DNS 的配置。

方案4

方案 4 的拓扑与方案 2 的拓扑相同,增加了高速 MPI 网络。专用群集网络只承载部署和管理流量。专用网络通常向所有群集节点的公共 NIC 提供 DHCP 服务。和方案 3 一样,MPI 网络的存在是为了隔离对延迟敏感的 MPI 流量。在此方案中,和方案 2 一样,NAT 是可选组件。

方案4:NAT、DHCP 和 DNS 的配置。

方案5

方案 5 没有专用的内部群集网络。包括内部群集、MPI 和公共流量在内的所有流量都承载在组织的公共网络上。虽然这样可以使可访问性能升至最高,但其代价是网络性能。所有节点都从公司的 DHCP 服务器处获取 IP 地址。在此方案中,根节点上不需要安装 NAT。

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