Вычислительный кластер — это вычислительная система MIMD-архитектуры, включающая в себя совокупность компьютеров, объединенных в рамках некоторой сети для решения одной задачи. Объединение в кластеры позволяет создавать высокопроизводительные и надежные системы с использованием стандартных структурных компонентов. Кластеры обеспечивают более эффективное соотношение цена/производительность, чем мейнфреймы или уникальные суперкомпьютеры, а также имеют лучшие показатели масштабируемости, (поскольку кластеры построены на основе стандартных структурных компонентов, наращивание ресурсов сравнительно просто и экономично), и готовности (так как поломка любого сервера или его компонента не приведет к прекращению обслуживания конечного пользователя). Целями кластеризации компьютеров могут быть повышение надежности, или повышение производительности, или и то, и другое.
Кластер состоит из двух или более узлов, удовлетворяющих следующим условиям:
Существует вариант построения кластеров без совместного использования дисков и других периферийных устройств. Этот вариант дает большие возможности для масштабирования и предполагает минимум служебного трафика между серверами, но в то же время может налагать определенные ограничения на устройство баз данных.
Кластеры являются воплощением идеи использования совокупной производительности компьютеров в сети для решения сложных задач, требующих больших вычислительных ресурсов. Однако в обычных локальных вычислительных сетях задержки при передачах данных могут быть весьма значительными, что сводит на нет преимущества совокупного использования многих компьютеров. Поэтому в кластерах расстояния между узлами существенно ограничены и главная проблема — построение эффективной коммутирующей сети.
Комутирующая сеть может быть в виде решетки, гиперкуба, тора, дерева [1]. Схема коммутирующей сети в виде дерева приведена на рис. 1.
Рис. 1.   Коммутирующая сеть в виде дерева
Первые кластеры появились в середине 90-х годов прошлого века. Один из них, названный Beowulf, представлял собой 16-процессорный комплекс на процессорах Intel 486, связанных сетью Ethernet. Однако связь через Ethernet является слишком инерционной. Переход к Fast Ethernet не решал основных проблем. Более эффективным является применение Gigabit Ethernet, но это довольно дорогое решение. Поэтому были разработаны специальные методы связи узлов SCI и Marinet.
Список литературы
1. А.В. Богданов, Е.Н. Станкова, В.В. Мареев, В.В. Корхов. Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем. - http://www.intuit.ru/department/hardware/atmcs/