【摘 要】現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得當(dāng)前計(jì)算機(jī)的發(fā)展朝著集群的趨勢(shì)行進(jìn)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的集群技術(shù)在科學(xué)研究與工程計(jì)算上其運(yùn)用最廣泛，有利于推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、社會(huì)安保、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等提供技術(shù)的支持，為此實(shí)現(xiàn)技術(shù)的革新，其具有很大的研究意義，建立計(jì)算機(jī)的集群系統(tǒng)可以有效的組成一個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)處理、通信接口以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面完整發(fā)展，本文就相關(guān)的計(jì)算機(jī)的集群技術(shù)應(yīng)用分析，從實(shí)際的運(yùn)用上探究集群技術(shù)，希望以此能給相關(guān)工作同仁以借鑒。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 集群技術(shù) 應(yīng)用 研究

隨著20世紀(jì)計(jì)算機(jī)集群技術(shù)的發(fā)展，在美國(guó)使用的計(jì)算機(jī)集群技術(shù)來建立的核預(yù)警系統(tǒng)，以此來捍衛(wèi)其安全。但是近年來，隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，開源系統(tǒng)的逐漸趨于穩(wěn)定以及電腦的日益便宜，而且建立起計(jì)算機(jī)集群技術(shù)顯得條件已經(jīng)成熟，因此隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，建立起的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)，其PC機(jī)子性能的不斷升高為實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)功能提升起著促進(jìn)作用。計(jì)算機(jī)的集群系統(tǒng)的建立，為實(shí)現(xiàn)高速的運(yùn)算打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，所建立起的超級(jí)計(jì)算機(jī)是當(dāng)前科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其不論是對(duì)科學(xué)研究還是對(duì)于大量的計(jì)算上都有著很好的保障，因此本文就相關(guān)的計(jì)算機(jī)集群技術(shù)進(jìn)行粗淺的研究，對(duì)其主要的集群系統(tǒng)組成原理進(jìn)行分析，以及在建立起的集群系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試分析，希望對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展有著一定的推動(dòng)作用。

一、計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)原理介紹

首先要清楚的是：計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)是多個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接然后進(jìn)行協(xié)同作業(yè)完成工作，其中在整個(gè)集群系統(tǒng)中，主要有三個(gè)部分組成：其一是可用性能集群、負(fù)載均衡集群以及性能集群，這些都發(fā)揮著自己的作用。其中可用性能集群主要是為整個(gè)集群系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)，期間產(chǎn)生的工業(yè)控制器、web服務(wù)器、ATM、醫(yī)學(xué)、軍事監(jiān)視、遠(yuǎn)程通訊轉(zhuǎn)接裝置等這些都要求了可用性集群功能。對(duì)于負(fù)載均衡集群而言，主要是指在整個(gè)集群系統(tǒng)中將負(fù)載進(jìn)行逐一分擔(dān)，實(shí)行平攤處理的辦法，負(fù)載均衡主要是根據(jù)應(yīng)用程序來處理相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載，使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都可以運(yùn)行一部分負(fù)載，在節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)其動(dòng)態(tài)的分配，以此來達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的平衡。對(duì)于性能集群，主要是由多臺(tái)的計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)之后對(duì)于計(jì)算問題可以集中處理，其運(yùn)用主要是在科研的環(huán)境下，通常是在石油勘探、天氣預(yù)報(bào)、分子模擬以及基因測(cè)序。通過性能集群實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算，就好比將一個(gè)很大的問題分化為很多的小問題，然后在下面的計(jì)算機(jī)PC對(duì)小問題進(jìn)行逐一解決，在建立起的集群節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行運(yùn)算，這些小問題都是依據(jù)并行完成的方式，從根本上縮短處理問題的時(shí)間。

二、計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)的特點(diǎn)綜述

對(duì)于計(jì)算機(jī)的集群系統(tǒng)其有著重要的特點(diǎn)，主要是從其價(jià)格和擴(kuò)展性上對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行描述。從其集群的價(jià)格方面來談，集群系統(tǒng)的造價(jià)較為便宜，而且其構(gòu)造的系統(tǒng)基本上都是采用全部硬件主要是通用的商品化產(chǎn)品，其成本相當(dāng)便宜，而且在當(dāng)前構(gòu)建系統(tǒng)所使用的軟件的時(shí)候，例如在使用的不同測(cè)試和開發(fā)環(huán)境（MPICH編程環(huán)境）下進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)，其所需要運(yùn)用到的軟件要從網(wǎng)上下載，而且還要安裝好相應(yīng)的網(wǎng)上免費(fèi)下載工具，從網(wǎng)上下載正確的Linux版本，配置好相應(yīng)的軟件開發(fā)環(huán)境。其次是群集系統(tǒng)中所具有的可擴(kuò)展性，這就需要根據(jù)具體的需要來加入集群的功能點(diǎn)，這些可以通過較為簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)分布來擴(kuò)充集群的新功能以及新的處理能力，值得注意的是在集群系統(tǒng)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表著相對(duì)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，因此當(dāng)集群中的任務(wù)進(jìn)行處理的時(shí)候，則要調(diào)用相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，以此來提高設(shè)備的利用率以及處理數(shù)據(jù)的能力。

三、計(jì)算機(jī)集群架構(gòu)相關(guān)概述

以計(jì)算機(jī)來架構(gòu)完整的集群系統(tǒng)，需要整合多臺(tái)計(jì)算機(jī)來組建集群系統(tǒng)，其組建的實(shí)質(zhì)是多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)整合，而且還要建立起集群系統(tǒng)要從其操作系統(tǒng)、集群管理系統(tǒng)、并行環(huán)境開發(fā)系統(tǒng)著手，以此來實(shí)現(xiàn)集群系統(tǒng)的有效建立。首先建立起集群系統(tǒng)則需要多臺(tái)的計(jì)算機(jī)，就相當(dāng)于組建起一個(gè)簡(jiǎn)單局域網(wǎng)，而在其中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能，從硬件上為建立起集群系統(tǒng)，并且要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格、性能和功能的高性價(jià)比。其次是選擇節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)，在節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)選擇的時(shí)候要明確每臺(tái)計(jì)算機(jī)的主要功能，從控制節(jié)點(diǎn)、用戶節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)、安裝節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)上來選擇計(jì)算機(jī)，并且要賦予相應(yīng)計(jì)算機(jī)權(quán)限，使其履行其自己的職責(zé)，當(dāng)然這些節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)可以是一臺(tái)也可以是多臺(tái)，這要根據(jù)所建立起的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)的規(guī)模來確定，通常下如果建立的集群較小，則可以使用一臺(tái)來滿足上述的六個(gè)節(jié)點(diǎn)功能。最后是網(wǎng)絡(luò)問題，也就是說建立起的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)要有充分的網(wǎng)絡(luò)資源，最基本的要聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，滿足局域網(wǎng)的要求，通過局域網(wǎng)的交換機(jī)來對(duì)交互的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從輸入和輸出上來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理的能力，所建立起的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)，要確保在其中處理的問題能夠穩(wěn)定，而且還要從根本上保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。這樣才可以建立起符合現(xiàn)代要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，集群系統(tǒng)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也具有其建立的規(guī)則，以最基本的計(jì)算機(jī)理念，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)性能和功能的飛越。

四、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提升，建立起的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)，其PC機(jī)的性能正在不斷的升高，同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)功能提升起著促進(jìn)作用。計(jì)算機(jī)的集群系統(tǒng)的建立是當(dāng)前科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)，有利于推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、社會(huì)安保、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等提供技術(shù)的支持，為此實(shí)現(xiàn)技術(shù)的革新，其具有很大的研究意義，本文就相關(guān)的計(jì)算機(jī)集群建設(shè)問題進(jìn)行總結(jié)和分析，希望能為計(jì)算機(jī)科學(xué)工作者有所借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：

席景輝，男，湖南永州，1982.5，湖南九嶷職業(yè)技術(shù)學(xué)院 助教，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方向。