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Linux 集群系统的建立和应用

(师范学院物理系多媒体技术专业蔡晓丰)
(学号:2001124218)

内容提要:数据中心领域一直是高端服务器的天下,多年来人们只有选择商业中大型机,价格昂贵,
维护成本高。而个人电脑价格低廉,易于使用和维护,通过 Cluster 技术可以构造超级计算机,其超强的
处理能力可以取代价格昂贵的中大型机,为行业的高端应用开辟新的方向。本文主要讲述了 Linux 下的集
群系统之一 openMosix 的安装和使用。
关键词:集群系统、cluster、openMosix、LSTP
教师点评:本论文讨论了基于 linux 集群系统的建立和应用,并完成了具体的实验环节,有一定实用
效果。(点评教师:渝相华副教授)

一、集群系统概念
正如你所看到的一样,你的机器在绝大多数时间是空闲的,如果你在 Windows 下用任务管理
器或其他的类 Unix 平台的工具(例如 top,xload)观察 CPU,你会看到 CPU 的使用率常见在 1~
2%。事实上,如果你有更多的计算机,这种浪费会加剧,在一个有 300 台计算机的部门里,CPU
的空闲率是惊人的。然而这些部门还是需要强大的服务器用来编译或模拟计算,这样的情况还会
加剧,不止需要一台,因为随着用户的增加,即使是 8 个 CPU 的服务器,满负荷时也不能把任务
交给另外的空闲服务器,因为用户很少会改变****惯去登陆另外一台服务器。集群系统的功用,就
是利用现有的计算资源,把空闲的 CPU 利用起来,或者能让服务器智能的迁移负荷。
集群的基本单位是单独的计算机,称为节点(node)。其可增长的特性,称为延展性(Scale),
也就是向集群中加入计算机。集群没有严格的定义,可以说就是许多利用高速联接的,具有高速
运算能力的,具有单一用户界面的计算机组合。这并不是集群的定义,而是表面现象的描述。集
群中的节点需要硬件尽可能的一致,不一致的硬件集群称为异构集群,虽然这并不能改变集群的
特性,但是异构导致集群会花费额外的时间来处理由于异构带来的延迟,另一方面这也是集群的
优势,任何其他的多 CPU 系统都是严格要求 CPU 是一致的,集群就有足够的自由度增减节点,不
受类型的限制。
因为集群系统的特点是可以将节点的计算能力集中起来使用,所以成了构造超级计算机的又
一方法。当今全球前 500 超级计算中,有 330 台是采用集群方式建造的,其中包括排名 481 位的
清华大学在深圳大学建造的“深圳-21C”超级计算机,该超级计算机目前正放置在深圳大学科技
楼上,在今年之内免费对外开放使用。
二、集群系统之 openMosix
openMosix 为 Linux 系统下的一个著名的开放源码的集群系统,它的前身为 Mosix 集群系统,
由 2001 年底,MOISX 项目决定不再遵循以前的 GPL 许可,转而到非 GPL 许可中,当时 MOSIX 项
目的核心经理,商业 MOSIX 公司的普通经理 Moshe Bar 为大家开始 openMosix 项目,并保证 MOSIX
免费版本继续为公众服务。openMosix 是遵循完整的 GPL2 许可。
openMosix 原理是利用给