高性能计算集群Beowulf
高性能计算的发展与应用
高性能计算的发展与应用第一章：引言随着社会经济的迅速发展，高性能计算（HPC）成为促进社会发展的一项重要技术。
HPC是指利用高速计算机和大规模并行处理技术，处理大规模数据，进行复杂计算的一种计算机应用技术。
本文将从历史背景、技术发展、应用领域等方面进行介绍，以期提高对 HPC 技术的认知和理解。
第二章：历史背景HPC 技术起源于 1940 年代，当时主要用于军事领域的计算任务。
20 世纪 70 年代，HPC 技术逐渐应用于学术领域，如物理和化学的计算模拟研究。
在 80 年代和 90 年代，HPC 技术逐渐应用于工业生产中，如航空、汽车、能源等领域的工程计算。
到了 21世纪，HPC 技术得到了空前的发展，计算机性能、处理器核心数、并行计算技术等不断提高，应用领域也得到了不断拓展。
第三章：技术发展HPC 技术的发展主要分为以下几个阶段：1. 单机时代：20 世纪 50 年代至 70 年代，使用单机进行计算任务，速度慢、效率低。
2. 超级计算机时代：20 世纪 80 年代至 90 年代，出现了美国的CRAY-1 和日本的向量机，计算速度和并行度显著提高。
3. 集群时代：21 世纪，以集群为核心的 HPC 技术快速发展，包括 Beowulf 集群、高性能计算集群等，计算性能得到了明显提高，应用领域广泛。
4. 云计算时代： 21 世纪后期至今，云计算技术的出现，使得HPC 技术更加强调效率和灵活性，可以基于云计算平台实现高性能计算。
第四章：应用领域1. 科学研究领域：天文学、气象学、物理学、化学等领域的模拟计算和数据分析。
2. 工业生产领域：航空、汽车、能源等领域的工程计算和仿真分析。
3. 医疗健康领域：基于遗传数据的个性化医疗、疾病预测等计算。
4. 金融服务领域：基于大规模数据的风险管理、交易分析、高频算法交易等计算。
5. 社会生活领域：虚拟现实、高清视频处理、游戏开发等领域的计算和数据分析。
第五章：发展趋势1. 处理器核心数目的不断增加，计算机性能和效率的提升。
超级计算机技术的发展演变及其特点
超级计算机技术的发展演变及其特点超级计算机技术的发展演变及其特点超级计算机是一种具有超强计算能力的计算设备，主要用于解决复杂的科学、工程和商业问题。
随着计算机科学和技术的发展，超级计算机技术经历了多个阶段的演变，从最初的专用硬件系统到现代的集群计算系统，取得了巨大的进步。
超级计算机技术的起源可以追溯到20世纪40年代末和50年代初。
当时，第一台电子计算机ENIAC的诞生标志着计算科学的新时代。
随后，随着计算机体积的不断减小和运算速度的不断提高，科学家们开始尝试将计算能力进一步推向极限。
1951年，世界上第一台超级计算机UNIVAC I诞生，其处理能力达到了每秒1900次浮点运算。
这一里程碑标志着超级计算机技术的开始。
随着时间的推移，超级计算机技术不断发展。
到了20世纪70年代，出现了第一台多处理器超级计算机Cray-1。
这种计算机使用了多个处理器来并行处理任务，大大提高了计算速度。
此后，超级计算机的核心技术开始从专用硬件系统转向集群计算系统。
集群计算系统是一种将多台计算机连接在一起，通过并行计算来完成任务的技术。
以Beowulf集群为例，它是一种由普通计算机组成的集群系统。
这种系统通过高速网络相互连接，并利用集群管理软件来协调各个节点之间的计算任务。
相比于传统的单一超级计算机，集群计算系统在成本和可维护性方面都具有显著优势。
随着集群计算系统的发展，超级计算机的计算能力也得到了大幅度的提升。
2013年，中国的天河二号超级计算机被评为世界上最快的计算机，其峰值运算速度达到了每秒33.86亿亿次，超过了美国和欧洲的竞争对手。
目前，超级计算机已经成为各国科学研究和国防实力的重要标志。
超级计算机技术的发展演变带来了许多特点。
首先，超级计算机具有极高的计算能力。
它能够运算大规模的数据并解决复杂的科学问题，对于气候模拟、天气预报、基因研究等领域的发展具有重要意义。
其次，超级计算机具有高度的可扩展性。
通过增加计算节点，可以快速提升计算能力，适应不断增长的计算需求。
Linux高性能集群-软件体系结构介绍
Linux高性能集群-软件体系结构介绍目录1BEOWULF集群软件结构 (3)2操作系统 (3)3文件系统 (4)3.1集群和文件系统 (4)3.2集群中的数据共享形式 (5)3.2.1rsync (5)3.2.2NFS (5)3.2.3GFS (6)3.2.4Intermezzo (7)3.2.5Backend Database (7)4并行化应用程序 (7)4.1确定应用程序的并发部分 (8)4.2分析并行的效率 (8)4.3实现应用程序的并发 (8)1Beowulf集群软件结构图1 是Beowulf集群的软件体系机构。
一般来说，Beowulf集群由如下几个软件部分组成：操作系统：勿容置疑，操作系统是任何计算机系统的软件基础。
相对于桌面系统而言，集群系统对操作系统的任务调度和文件管理方面的要求更高。
并行开发库：只要是指用于集群中进程通信的软件库。
消息传递和线程是两种基本的通信方法。
但是对于Beowulf集群而言，消息传递更适合一些。
Beowulf集群常用的开发库是MPI和PVM。
作业管理：调度作业并管理集群系统的资源，是集群系统的资源得到最大的利用。
系统管理：管理和监控整个集群系统。
开发环境：开发和调试高效能应用的开发工具。
标准应用：一些标准的高性能应用如CFD。
客户应用：客户特别定制的应用。
2操作系统并不是每种操作系统都适合高性能集群系统。
理论上说，硬件的体系结构、操作系统的任务调度方式和IPC的方式是决定应用并行化效果的主要因素。
根据这三个因素，我们可以归纳出如下5种实施应用并行化的平台：单任务操作系统：CPU同时只处理任务队列中的一个任务。
MS DOS是这类系统的代表。
多任务操作系统：基于分时技术的多任务操作系统。
虽然在同一时间段，所有的进程都在运行，但是在某一时间点，CPU只执行一个进程。
这类操作系统可分为抢占式和非抢占式。
单CPU的Unix 和NT属于这种类型。
多CPU多任务操作系统：和单CPU的多任务操作系统不同的是，由于有多个CPU，所以在某个时间点上，可以有多个进程同时运行。
Beowulf集群的研究与搭建
毕业论文论文题目（中文）Beowulf集群的研究与搭建论文题目（外文）Research and construction of Beowulf clusterBeowulf集群的研究与搭建摘要随着信息产业的不断发展，单台计算机的性能和稳定性越来越好，但是有些任务单台计算机还是难以完成，为此，一些人想到了用普通的PC机通过某种方式结合起来，形成一个高性能的系统，这种系统就叫做集群。
集群系统使用方便，对软件、硬件设备的要求比较低，而且还价格低廉，适合于用来代替昂贵的超级计算机。
而Beowulf集群系统是基于广泛应用于通用网络环境下由一些微机组成的计算机群系统，它可以运行于多种操作系统（如Linux、Windows等）。
作为一个高性能的计算系统，它具有很多优点，例如：廉价，易管理，性价比高等。
在本文中，主要研究了Beowulf集群的框架与组成、在Linux操作系统下Beowulf集群系统的手工搭建方法，利用实验室现有的硬件设备和软件技术支持，设计并实现了一种基于Linux和MPI的集群系统。
首先，本文详细研究了Beowulf集群的起源、分类与体系结构，从硬件支持、网络设计、环境配置等方面入手，研究并设计搭建Beowulf集群。
从并行计算作为切入点，在了解了基于MPI和Linux集群系统的基本原理和思想，介绍了实现并行计算和集群中间件的几种关键技术。
其次，利用简便的硬件资源，合理的运用Linux系统的软件技术，通过配置硬件环境、分配网络地址、合理设置节点等，纯手工搭建Beowulf集群。
最后，提出了可以采用基于静态分配和动态分配这两种分配策略去设计并行测试程序来检测集群的性能。
可以用加速比来衡量集群系统的优劣。
关键词：MPI；Beowulf；并行计算；集群系统；LinuxResearch and construction of Beowulf clusterAbstractWith the development of information industry, a single computer performance and better stability, but some of the tasks a single computer is difficult to complete, therefore, some people thought combined with ordinary PC in some way, the formation of a high performance system, this system is called cluster. The cluster system is easy to use and has low requirements on software and hardware, and it is also cheap, which is suitable for replacing expensive super computers.The Beowulf cluster system is based on the widely used in the general network environment by a number of computer composed of computer group system, it can run in a variety of operating systems (such as Linux, Windows, etc.). As a high performance computing system, it has many advantages, such as cheap, easy to manage, cost-effective. In this paper, the main research frame and components, in the Linux operating system of Beowulf cluster system manual method of building Beowulf cluster, using existing laboratory hardware and software technology support, the design and implementation of a cluster system based on MPI and Linux.First of all, this paper studies the origin, classification and architecture of Beowulf cluster in detail, from the aspects of hardware support, network design, environment configuration and so on, the research and design of Beowulf cluster. From the point of view of parallel computing, this paper introduces the basic principles and ideas of MPI and Linux cluster system, and introduces several key technologies of parallel computing and cluster middleware.Secondly, by using simple hardware resources, reasonable use of the Linux system software technology, through the configuration of the hardware environment, the allocation of network address, the rational setting of nodes, etc., manually set up Beowulf clusters.Finally, it is proposed that two kinds of allocation strategies based on static allocation and dynamic allocation can be used to design the parallel test program to test the performance of the cluster. Can be used to measure the acceleration ratio of the advantages and disadvantages of the cluster system.Key words: MPI; Beowulf; Parallel Computing; Cluster System; Linux目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)引言 (6)第一章 Beowulf集群简介 (7)1.1 什么是Beowulf集群 (7)1.2 Beowulf集群的分类 (8)1.2.1第一类Beowulf集群 (8)1.2.2第二类Beowulf集群 (8)第二章 Beowulf集群体系结构 (9)2.1 Beowulf集群硬件与网络 (11)2.2 Beowulf集群软件 (12)2.3 Beowulf集群应用 (12)第三章手工搭建Beowulf集群 (14)3.1 硬件环境配置 (14)3.2 网络设计与节点分配 (14)3.3 搭建服务器与安装MPI (15)第四章性能测试 (18)参考文献 (18)致谢 (19)论文(设计)成绩 (20)引言随着信息产业的快速发展，计算机的性能在不断地提高，并行计算在工程处理、大数据计算、科学研究等很多领域产生了巨大的影响。
集群系统主要分为两种
日本的F5公司开发出了高可用性集群BIG-IP，它是使用于本地网络站点或数据中心的高可用的、智能化的负载平衡产品，它提供了对网络流量的自动和智能的管理。与前几种集群系统不同的是，BIG-IP向用户提供的是一个即插即用设备，而其它的提供的都是软件方法。
IBM、Microsoft和Intel于2000年7月联合发布了一种高可用性服务器集群软件及硬件包，这种服务器集群的配置包括32台IBM Netfinity 8500R及Intel Pentium Ⅲ Xeon处理器，运行IBM的DB2 Universal Database和Microsoft Windows 2000 Advanced Server操作系统，每分钟可以执行440879次交易。这套系统面向数据密集的应用，特别是B2B、电子商务和企业资源规划领域。
在科学计算领域中，人们开始把注意力投向通过普通PC机或工作站的集群来代替昂贵的超级计算机。比较成功的例子是高性能集群系统Beowulf，它最初是由NASA的Goddard Flight Center进行开发的，主要目的是支持大规模的科学计算问题，如地球和太空科学面临的一些计算问题。
国内也有不少公司进行了集群系统的研究和开发工作。
-控制结点
又可称之为前端机，用于系统管理员控制和管理整个集群的，主要性能体现在整体综合性能上。
存储系统：
存储系统为整个集群系统提供网络文件系统的服务，其性能必须满足可靠性高、容量大、I/O带宽高、延迟低等要求。
存储系统分I/O结点和磁盘阵列两部分，I/O结点的配置、个数以及磁盘阵列的类型、容量都可以根据用户的应用类型和需求进行灵活的配置。
系统管理网络：
专门服务于集群管理通信的管理网络，它连接集群系统中所有的结点，采用可靠性高、背板交换能力强的企业级主干以太网。同时监控集群系统运行环境和软硬件核心部件工作状态等信息的监控网络，采用Intel的网络监控软件以及专用的集群管理软件与其配合对整个集群进行管理。
计算机系统结构的发展前景
计算机系统结构的发展前景课程：计算机系统结构学号：1006440716班级：计算机10-02班姓名：近十几年来，计算机技术得到迅猛发展和普及，使得从事各种技术工作的人员对计算机的了解普遍加深。
但由于技术层次的多面性和应用的差异性，特别是发展的迅猛和不均匀所带来的迷惑性，使人们不易看清某个方面的具体发展现状。
计算机体系结构是设计计算机应用系统的一个重要参考因素，是一个近来较受关注的话题。
根据目前计算机体系结构的发展状况来看，未来一段时间，计算机体系结构将向以下几个方向发展：一、VLIW体系VLIW指的是一种指令集设计思想与技术，它利用编译器把若干个简单的、无相互依赖的操作压缩到同一个很长的指令字中。
当超长指令字被从Cache或主存取进处理器时，可以容易地分割出各个操作，并一次性分别分派到多个独立的执行单元中并行执行。
二、单芯片多处理器体系单芯片多处理器是随着VLSI工艺水平的提高自然会想到的一个方向。
在0.25mm工艺下，单片可以集成20个21064（32kCache）；在2010年将实现的0.07mm 工艺下，单片可以集成60个21064水平的微处理器。
不远的将来，现今的SMP 系统可以完全集成在一个芯片内，其性能提高显然是诱人的。
三、多线程体系多线程技术结合了指令级现场交换和顺序调度技术，是数据流模型和冯·诺伊曼控制流模型的有机结合。
简单地说，线程是一组静态排序的指令序列，其中，当第一条指令开始执行，后续指令即开始执行而不中断。
线程作为执行调度的基本单位，多个线程可以并发（并行）执行，以达到互相隐藏延迟操作和提高并行度的效果。
网格技术有可能成为实现Petaflops的另一条途径。
网格是近年来计算机体系结构发展的一个重要方向，其基本思想是通过Internet进行资源共享和协同工作。
目前连接到Internet的计算机已经达到1亿台以上，通过互联网可能达到的聚合计算潜力是不可估量的。
国际上已经有Globus等组织为网格环境制定标准和参考实现。
Linux高性能计算集群 Beowulf集群
Linux高性能计算集群 -- Beowulf集群/page/hardware_linux.html1 集群1.1 什么是集群简单的说，集群（cluster）就是一组计算机，它们作为一个整体向用户提供一组网络资源。
这些单个的计算机系统就是集群的节点（node）。
一个理想的集群是，用户从来不会意识到集群系统底层的节点，在他/她们看来，集群是一个系统，而非多个计算机系统。
并且集群系统的管理员可以随意增加和删改集群系统的节点。
1.2 为什么需要集群集群并不是一个全新的概念，其实早在七十年代计算机厂商和研究机构就开始了对集群系统的研究和开发。
由于主要用于科学工程计算，所以这些系统并不为大家所熟知。
直到Linux集群的出现，集群的概念才得以广为传播。
对集群的研究起源于集群系统的良好的性能可扩展性(scalability)。
提高CPU主频和总线带宽是最初提供计算机性能的主要手段。
但是这一手段对系统性能的提供是有限的。
接着人们通过增加CPU个数和内存容量来提高性能，于是出现了向量机，对称多处理机(SMP)等。
但是当CPU的个数超过某一阈值，象SMP这些多处理机系统的可扩展性就变的极差。
主要瓶颈在于CPU访问内存的带宽并不能随着CPU个数的增加而有效增长。
与SMP相反，集群系统的性能随着CPU个数的增加几乎是线性变化的。
图1显示了这中情况。
图1. 几种计算机系统的可扩展性集群系统的优点并不仅在于此。
下面列举了集群系统的主要优点：1.高可扩展性：如上所述。
2.高可用性：集群中的一个节点失效，它的任务可以传递给其他节点。
可以有效防止单点失效。
3.高性能：负载平衡集群允许系统同时接入更多的用户。
4.高性价比：可以采用廉价的符合工业标准的硬件构造高性能的系统。
1.2.1 集群系统的分类虽然根据集群系统的不同特征可以有多种分类方法，但是一般我们把集群系统分为两类：∙高可用(High Availability)集群,简称HA集群。
服务器集群技术方案(2)
的计算机，利用高速通信网络组成一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。
其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。
一个集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，各服务器通过内部局域网相互通信。
当一台服务器发生故障时，它所运行的应用程序将由其它服务器自动接管。
在大多数模式下，集群中所有的计算机拥有一个共同的名称，集群内的任一系统上运行的服务都可被所有的网络客户使用。
采用集群系统通常是为了提高系统的稳定性和网络中心的数据处理能力及服务能力。
体系结构是否相同。
集群计算机按功能和结构可以分成以下几类:High-availability (HA) clustersLoad balancing clustersHigh-performance (HPC) clustersGrid computing普通是指当集群中有某个节点失效的情况下，其上的任务会自动转移到其他正常的节点上。
还指可以将集群中的某节点进行离线维护再上线，该过程并不影响整个集群的运行。
负载均衡集群运行时普通通过一个或者多个前端负载均衡器将工作负载分发到后端的一组服务器上，从而达到整个系统的高性能和高可用性。
这样的计算机集群有时也被称为服务器群 (Server Farm) 。
普通高可用性集群和负载均衡集群会使用类似的技术，或者同时具有高可用性与负载均衡的特点。
Linux 虚拟服务器(LVS)项目在Linux 操作系统上提供了最常用的负载均衡软件。
高性能计算集群采用将计算任务分配到集群的不同计算节点而提高计算能力，于是主要应用在科学计算领域。
比较流行的HPC 采用Linux 操作系统和其它一些免费软件来完成并行运算。
这一集群配置通常被称为Beowulf 集群。
这种集群通常运行特定的程序以发挥HPC cluster 的并行能力。
这种程序普通应用特定的运行库, 比如专为科学计算设计的MPI 库。
HPC 集群特殊适合于在计算中各计算节点之间发生大量数据通讯的计算作业，比如一个节点的中间结果或者影响到其它节点计算结果的情况。
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． Ｍ Ｐ工 例 程 和 返 回值：所有 ＭＰＩ例程 （函数或子程序）在 Ｃ或Ｆｏｒｔｒａｎ 调用 中 都 返 回 一 个 整 型 值 ， 用以确定 ＭＰＩ调用的退出状态。
． ＭＰ Ｉ句 柄 ： Ｍ ＰＩ 定义了自己的用于通讯的数据结构，我们必须通过句
号给另一个节点上的进程，这使得一切都在用户所指定的范畴内运行·
２．３Ｍ ＰＩ和 ＰＶＭ
在集 群 上 开发并行代码的关键是各个节点之间的通信，一种常用的办法是在 处理器之间使用消息传递技术，该技术用于早期本地内存并行机的设计，一个消
息非常简单，它包括一些数据和一个目标处理器，公共消息传递 ＡＰ工ｓ是 ＰＶＭ或 ＭＰＩ，消息传递可通过使用线程有效地实现，当线程在某地使用数据时消息需要
的方法。同ＰＶＭ相比，ＭＰＩ只是一个支持并行计算的程序库，并不是一个并行操
作系统。
２、 提 出 ＭＰＩ的目的是创建一种标准的消息传递接口，设计的关键是速度， 因此ＭＰＩ速度比 ＰＶＭ快。ＭＰＩ尽量利用本地的硬件支持，如直接利用硬件提供的 广播机制，但和无此机制的其它机器通信就会有问题。而 ＰＶＭ工作围绕“虚拟机” 思想展开，考虑了可移植性、容错和异构性，它的通信要根据对目标机的判断来
Ｂｅｏ ｗｕ ｌｆ 集群上的节点资源只为这个集群自身所用，每个独立节点的性能不 受外部因素影响，这有助于平衡负载。同时，由于这样互联的网络和外部网络是 隔绝的，网络负载情况只受到在集群上运行的程序影响，这可减轻在工作站网络 中由于意外延迟而造成的影响。所有在集群上的节点在集群的管理权限内运行， 这样集群网络对于外部是不可见的。另一方面，Ｂｅｏｗｕｌｆ的软件提供一个全局的 进程 ＩＤ。这就启动了这样一套机制：在系统一个节点上的进程能够传送一个信
第二章 高性能计算集群— Ｂｅｏｗｕｌｆ
运行于 ＷｉｎｄｏｗｓＮ Ｔ操作系统上。由于 ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ操作系统本身在稳定性、大 型并行计算上与 ＵＮＩＸ系统存在较大差距，所以目前主要在中小型系统上应用。
九十 年 代 末期，Ｌｉｎｕｘ操作系统不断走向成熟，它的健壮性也不断增强，并 且提供了ＧＮＵ软件和标准化的ＰＶＭ．Ｍ ＰＩ消息传递机制，最重要的是 Ｌｉｎｕｘ在 普通 ＰＣ机上提供了对高性能网络的支持，这样就大大推动了基于 Ｌｉｎｕｘ的集群
第二章 高性能计算集群一一－Ｂｅｏｗｕｌｆ
中， 句 柄 则是一个整型数，例如 ＭＰＩ一。ＭＭＷ ＯＲＬＤ．
令 ＭＰＩ数据类型：参考 Ｃ和 Ｆｏｒｔｒａｎ中的基本数据类型，ＭＰＩ提供了自
拷贝数据，消息被拷贝的等待时间和速度是使用它的模型的限制因子。消息在 ＳＭＰ的处理器之间和集群的节点之间运行效果非常好。相对于线程而言，在一个 ＳＭＰ机器上使用消息的优势在于如果决定将来使用集群则非常容易增加机器和扩
展应用。
第二章 高性能计算集群一一Ｂｅｏｗｕｌｆ
基于 消 息 传递的并行编程模式是集群环境中最常用、最简单的编程环境，ＰＶＭ
柄 引用 这 些 数 据 结 构 ， 这 些 句柄由各个 ＭＰＩ调用返回，并可能再次 用于 其 他 的 Ｍ ＰＩ 调 用 。 在 Ｃ 语言中，句柄是指向特定的数据类型的
指针 （由 Ｃ 中 的 ｔｙ ｐｅ ｄｅ ｆ机 制 创建），它是一个ＭＰＩ多ｏｍｍ类型 （一 个代 表 所 有 处 理 器集 合 的 通 讯 子）的一个对象，而在 Ｆｏｒｔｒａｎ语言
和 ＭＰＩ是最常用的消息传递并行编程环境。
Ｉ， Ｐ Ｖ Ｍ和 ＭＰＩ都给用户提供了消息传递库，但其基本框架有着很大的区别： ＰＶＭ除消息传递库外，还提供了为一个或多个 ＰＶＭ程序创建集群环境的标准方法， 这种集群被称为并行虚拟机；此外它还提出了在并行程序开始前和运行时任务到
物理处理器的分配机制。而 ＭＰＩ是消息传递标准的一种规范，由一组库函数完成 并行任务之间点到点消息传递通信和集中式通信，而且 ＭＰＩ还没有指定任务分配
基于 以 上 讨论，在开发ＨＴ－７Ｕ等离子体位形实时反馈控制系统的核心计算程 序时，我们选择使用 ＭＰＩ。下面我们简单的介绍如何在 ＭＰＩ中编写、调试并行程
序。
一个标准的ＭＰＩ程序由以下部分构成： 今 头 文 件 ：对 于 Ｃ 程序，必须包含 ｍｐｉ．ｈ 头文件，而对于 Ｆｏｒｔｒａｎ程
序， 则 包 含 ｍ ｐｉｆ ．ｈ ｏ ． ＭＰ Ｉ 命 名 约 定： 为了避免与语言的命名冲突，约定所有的 ＭＰＩ实体
系统的发展。 Ｂｅｏ ｗｕ ｌｆ 是 Ｌｉｎｕｘ集群的一种，对它的研究是由美国国家航空航天局 （ＮＡＳＡ）
于 １９９４年上半年发起的。从分类上讲，它属于高性能计算集群。在 Ｌｉｎｕｘ操作 系统中并没有一个包叫做 Ｂｅｏｗｕｌｆ，实际上它是一个术语，适用于在 Ｌｉｎｕｘ内 核上运行的一组公共软件工具，其中包括流行的软件消息传递 ＡＰＩ，如消息传递 接口 （ＭＰＩ）或并行虚拟机 （ＰＶＭ），对 Ｌｉｎｕｘ内核的修改，以允许结合几个以太 网接口、高性能网络驱动器 ，对虚拟内存管理器的更改，以及分布式进程 间通信 （ＤＩＰＣ）服务。公共全局进程标识空间允许使用 ＤＩＰＣ机制从任何节点访问任何 进程，Ｂｅｏｗｕｌｆ还在节点间支持一系列硬件连通性选件。 组成Ｂｅｏｗｕｌｆ的侮一 台个人计算机或工作站叫做 Ｂｅｏｗｕｌｆ的一个节点，它们有各 自的本地内存，通过 消息互相通信，通常 Ｂｅｏｗｕｌｆ集群只有一个节点与外界相连，也就是说，从外界 的角度来看，Ｂｅｏｗｕｌｆ集群就是一台高性能的计算机。
决定通信方式，并且 ＰＶＭ是一种比较完整的自含式系统，具有很强的进程控制功
能，有丰富的资源控制函数，可随时增删处理机节点，有很强的动态特征，允许 应用程序和计算环境直接打交道；而且在一个发送消息的任务失败时，接收消息 的任务可得到一个任务失效通知，接着会采取相应措施。但是ＭＰＩ的语义更精确。 作为一种消息传递界面标准，ＭＰＩ没有严格要求底层的通信协议，它只是应对于 应用程序的通信程序库，至于下层的硬件、协议完全由厂商自己决定。