Дипломная работа студента 5 курса
| Вид материала | Диплом |
- Дипломная работа студента 5 курса, 2911.84kb.
- Дипломная работа студента, 93.71kb.
- Дипломная работа студента, 1858.08kb.
- Дипломная работа студента 544 группы, 632.07kb.
- Дипломная работа студента 545 группы, 514.7kb.
- Требования к курсовой и выпускной квалификационной (дипломной) работе по специализации, 180.91kb.
- Дипломная работа по истории, 400.74kb.
- Методические указания по выполнению выпускных квалификационных (дипломных), 2098.87kb.
- Дипломная работа мгоу 2001 Арапов, 688.73kb.
- Курсовая работа студента 3 курса стационара, 9.34kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет радиофизики и электроники
Кафедра информатики
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УДАЛЁННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ КЛАСТЕРОМ
Дипломная работа студента 5 курса
Богуша Анатолия Александровича
Руководитель: ассистент
Верхотуров А. Е.
Рецензент: ассистент
Ролич О. Ч.
«Допустить к защите»
зав. кафедрой
пр-р. _____________/Мулярчик С. Г./
« ___» _____________ 2005г.
Минск, 2005
РЕФЕРАТ
Дипломная работа 69 страниц, 10 рисунков, 1 таблица, 9 источников, 1 приложение.
Объектом работы являются вопросы создания системы удалённого управления вычислительным кластером. Цель работы – создание системы удалённого управления кластером на основе существующего кластера из 6 компьютеров.
Проанализированы пути решения подобных задач на основе операционной системы Windows и реализована система для существующей вычислительной системы.
Содержание
Перечень сокращений условных обозначений …………..…………….…....... 4
Введение ………………………………………….……………….….…………. 5
1 системы удалённого управления кластерами 7
1.1 Сферы применения суперкомпьютеров 7
1.2 Архитектура 9
1.3 Перспективы систем удалённого управления 11
1.4 Заключение 12
2 вычислительные системы 13
2.1 Система MBC-1000 13
2.1.2 Архитектура и системное ПО МВС-1000 13
2.1.1 Работа пользователя с МВС-1000 17
Общие понятия 17
Порядок работы пользователя 18
Пользовательский конфигурационный файл 19
Копирование файлов 20
Использование программы ssh для пользователей UNIX 20
2.2 Система СКИФ 20
3 Система удалённого доступа для вычислительных кластерных систем 30
3.1 Установка и настройка пакета MPICH 30
3.2 Описание системы удалённого управления вычислительным кластером 32
3.2.1 Клиентская часть 32
3.2.2 Серверная часть 40
Заключение..……………………………………………………………….……. 43
Список использованных источников.. .……………………………………….. 44
Приложение А Исходные коды программ............………….……………..…. 45
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ПК – персональный компьютер
ЭВМ – электронно-вычислительная машина
БД – база данных
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время всё большую важность приобретают системы большой вычислительной мощности. К таким системам можно отнести суперкомпьютеры, вычислительные кластеры и другие подобные системы. Такие системы играют важные роли в нашем информационном обществе уже довольно много времени. С помощью современных вычислительных систем всё больше задач решается с их помощью. Это такие задачи как различные моделирования физических процессов, расчёт каких либо биологических систем, задач по криптографии, вопросы, связанные с прогнозированием погоды, исследования земной коры и многие другие задачи.
В основном подобные вычислительные системы ставят в научно-исследовательских институтах. Они требуют больших специализированных помещений для установки оборудования. Сам же пульт управления и контроля над вычислительной системой находится в отдельном помещении, к которому имеет доступ ограниченное количество людей. Таким образом, получается, что вся мощь суперкомпьютера может быть не использована, что несёт в себе убытки, как в научном плане, так и в материальном.
Для устранения этого недостатка были придуманы системы удалённого управления и контроля над суперкомпьютером. Такие системы стали неотъемлемой частью любого суперкомпьютера или кластера.
Системы удалённого управления основываются на технологиях Internet. В качестве клиента может выступать любой web-браузер. На сервере устанавливается сайт и сервис отвечающий за выполнение команд от пользователя. На сайте должны быть реализованы функции управления вычислительной системой, должна быть обеспечена безопасность такого соединения и надёжность выполнения любых операций.
Таким образом, целью моей дипломной работы является разработка системы удалённого управления на базе существующего вычислительного кластера с обеспечением полного контроля над ним.
1 системы удалённого управления кластерами
1.1Сферы применения суперкомпьютеров
Может показаться, что с ростом производительности настольных ПК и рабочих станций, а также серверов, сама потребность в суперЭВМ будет снижаться. Это не так. С одной стороны, целый ряд приложений может теперь успешно выполняться на рабочих станциях, но с другой стороны, время показало, что устойчивой тенденцией является появление все новых приложений, для которых необходимо использовать суперЭВМ [1].
Прежде всего следует указать на процесс проникновения суперЭВМ в совершенно недоступную для них ранее коммерческую сферу. Речь идет не только скажем, о графических приложениях для кино и телевидения, где требуется все та же высокая производительность на операциях с плавающей запятой, а прежде всего о задачах, предполагающих интенсивную (в том числе,и оперативную) обработку транзакций для сверхбольших БД. В этот класс задач можно отнести также системы поддержки принятия решений и организация информационных складов. Конечно, можно сказать, что для работы с подобными приложениями в первую очередь необходимы высокая производительность ввода-вывода и быстродействие при выполнении целочисленных операций, а компьютерные системы, наиболее оптимальные для таких приложений, например, MPP-системы Himalaya компании Tandem, SMP-компьютеры SGI CHAL ENGE, AlphaServer 8400 от DEC - это не совсем суперЭВМ. Но следует вспомнить, что такие требования возникают, в частности, со стороны ряда приложений ядерной физики, например, при обработке результатов экспериментов на ускорителях элементарных частиц.
Как бы то ни было, наметилась явная тенденция к сближению понятий "мэйнфрейм", "многопроцессорный сервер", "суперЭВМ" и “кластер”. Нелишне заметить, что это происходит на фоне начавшегося во многих областях массированного перехода к централизации и укрупнению в противоположность процессу разукрупненияи децентрализации.
Традиционной сферой применения суперкомпьютеров всегда были научные исследования: физика плазмы и статистическая механика, физика конденсированных сред, молекулярная и атомная физика, теория элементарных частиц, газовая динамика и теория турбулентности, астрофизика. В химии - различные области вычислительной химии: квантовая химия (включая расчеты электронной структуры для целей конструирования новых материалов, например, катализаторов и сверхпроводников), молекулярная динамика, химическая кинетика, теория поверхностных явлений и химия твердого тела,конструирование лекарств. Естественно, что ряд областей применения находится на стыках соответствующих наук, например, химии и биологии, и перекрывается с техническими приложениями. Так, задачи метеорологии, изучение атмосферных явлений и, в первую очередь, задача долгосрочного прогноза погоды, для решения которой постоянно не хватает мощностей современных суперЭВМ, тесно связаны с решением ряда перечисленных выше проблем физики. Среди технических проблем, для решения которых используются суперкомпьютеры, укажем на задачи аэрокосмической и автомобильной промышленности, ядерной энергетики, предсказания и разработки месторождений полезных ископаемых, нефтедобывающей и газовой промышленности (в том числе проблемы эффективной эксплуатации месторождений, особенно трехмерные задачи их исследования), и, наконец, конструирование новых микропроцессоров и компьютеров, в первую очередь самих суперЭВМ.
Анализируя потенциальные потребности в суперЭВМ существующих сегодня приложений, можно условно разбить их на два класса. К первому можно отнести приложения, в которых известно, какой уровень производительности надо достигнуть в каждом конкретном случае, например, долгосрочный прогноз погоды. Ко второму можно отнести задачи, для которых характерен быстрый рост вычислительных затрат с увеличением размера исследуемого объекта. Например, в квантовой химии неэмпирические расчеты электронной структуры молекул требуют затрат вычислительных ресурсов, пропорциональных N4 или И5, где N условно характеризует размер молекулы. Сейчас многие молекулярные системы вынужденно исследуются в упрощенном модельном представлении. Имея в резерве еще более крупные молекулярные образования (биологические системы, кластеры и т.д.), квантовая химия дает пример приложения, являющегося "потенциально бесконечным" пользователем суперкомпьютерных ресурсов.
Есть еще одна проблема применения суперЭВМ, о которой необходимо сказать - это визуализация данных, полученных в результате выполнения расчетов. Часто, например, при решении дифференциальных уравнений методом сеток, приходится сталкиваться с гигантскими объемами результатов, которые в числовой форме человек просто не в состоянии обработать. Здесь во многих случаях необходимо обратиться к графической форме представления информации. В любом случае возникает задача транспортировки информации по компьютерной сети. Решению этого комплекса проблем в последнее время уделяется все большее внимание. В частности, знаменитый Национальный центр суперкомпьютерных приложений США (NCSA) совместно с компанией Silicon Graphics ведет работы по программе "суперкомпьютерного окружения будущего". В этом проекте предполагается интегрировать возможности суперкомпьютеров POWER CHALLENGE и средств визуализации компании SGI со средствами информационной супермагистрали.