Представете си, че ви е била поставена тежката задача да избутате натоварен автомобил по стръмен наклон до върха. Позволено ви е да си наемете хора, които да ви помогнат за тази цел. Вие имате две опции– да си изберете човек, който е доста здрав и силен, за да го направи сам или да подберете няколко души със средно тегло, за да бутат заедно.
Докато е възможно да намерите човек, достатъчно силен, за да избута сам колата, по принцип ще е значително по-лесно да намерите група от хора, които задружно да свършат тази работа. Може да звучи странно, но машините в споделените компютърни системи работят на същият принцип.
Когато даден проблем е наистина сложен, може да отнеме дълго време на машината да го разреши. Дори суперкомпютрите са ограничени до някаква степен във възможностите си. Но суперкомпютрите са много скъпи и рядко се произвеждат.
Доста изследователски центрове се нуждаят от голяма изчислителна мощ, но не могат да си позволят закупуването на суперкомпютър. За тези организации споделените компютърни системи са често привлекателна алтернатива пред суперкомпютри.
Споделената компютърна система представлява мрежа от компютри, които работят заедно за решаването на специфични задачи. Всяка машина дарява част от своята изчислителна мощ и понякога други ресурси, за да помогне за реализирането на поставената цел. Със създаване на мрежа от стотици, работещи заедно компютри, споделената система може да бъде равна или да надмине изчислителната мощ на един суперкомпютър.
През повече време вашият компютър не използва целия изчислителен потенциал, който притежава. Има случаи, когато устройството е включено, но не го използвате. Споделената компютърна система се възползва от тези ресурси, които иначе биха останали неизползваеми.
Подобна система може да бъде изключително трудна за създаване и поддръжка. Докато някои учени работят по начин да стандартизират споделената компютърна система, много съществуващи системи разчитат на уникален хардуер, софтуер и архитектура.
В традиционните високопроизводителни компютърни системи всички машини са един и същ модел и се задвижват от една и съща операционна система. Обикновено всяко приложение, което тръгва на системата има свои собствен споделен сървър.
Споделената компютърна система е ограничена само от към софтуера, на който разчита за свързване на машините помежду им. С правилния софтуер системата може да работи на различни видове компютри, базирани на различни операционни системи. Мрежовите връзки могат да съществуват върху програмирани връзки, локални мрежи, безжични мрежи или Интернет. Най-голямото предимство над традиционната HPC система е, че е по-лесно да се добавят повече ресурси. Всеки с компютър, на който софтуерът работи безпроблемно, може да се присъедини към групата.
Софтуерът на системата е това, което дава достъп до неизползваната процесорна мощ на машината. Всеки компютър, свързан към системата трябва да има инсталиран подходящия софтуер, за да може да участва.
В основата си софтуерът прави следното:
- Свързва се с административния сървър на системата, за да получи информация
- Наблюдава използването на процесора на хост компютъра и използва процесорната мощ, която е на разположение
- Изпраща анализираните данни обратно към административния сървър в замяна на нови данни.
Подобни системи се използват сравнително рядко. Те са добър начин за решаване на големи изчислителни проблеми, които учените могат да разделят на малки парчета.
Представете си типична споделена компютърна система, която има начало и край. Отпред стоят всички компютри, които доброволно дават част от своите ресурси за проекта, а на края стоят компютрите и сървърите, които управляват проекта. Те разделят главната задача на малките парчета, комуникират с компютрите отпред и съхраняват там информацията, изпратена след приключване на анализа.
Като цяло, работата по разделянето на задачата на по-малки парчетата се върши от програма на компютър, намиращ се отзад на споделената система, обикновено сървър. Този компютър използва специален софтуер за разбиване на проблема на малки части, които са по-лесни за разрешаване от обикновените машини. След получаване на завършения анализ,този сървър директно пренасочва резултатите към подходящата база от данни.
Системните администратори в повечето случаи използват друг компютър да сглоби завършения анализ.
Пример за споделена компютърна система е Grid Laboratory of Wisconsin. Университетът в Уисконсин – Мадисън използва GLOW за множество проекти, които в някои отношения отличават мрежата от повечето такива системи. Един от проектите, за който преди време се използва GLOW мрежата бе за изучаване на човешкия геном, както и за изследвания на евентуални лечения на рак. За разлика от другите системи, които са посветени на една единствена задача, GLOW може да работи върху множество проекти. Софтуерът, с който е снабдена GLOW се нарича Condor.
Всеки път, когато един компютър има достъп до ресурсите на друг, изниква въпросът за безопасността и неприкосновеността на личния живот. Какво спира администраторите на програмата да душат около определен потребител?
Отговорът на този въпрос е, че това зависи от софтуера, който компютърът трябва да инсталира, за да се включи в мрежата. Повечето от тези програми не позволяват на някого да има директен достъп до съдържанието на нечие устройство.
Има и изключения. Зомбита компютрите или бот мрежата са пример за зловредна споделена мрежа. Оглавявана от хакери, тази система превръща невинните собственици в жертви. Първо, необходимо е жертвата да инсталира специален софтуер, след което хакерът има достъп до компютъра. Обикновено такъв софтуер е замаскиран като безобидна програма. Веднъж инсталиран, хакерът получава достъп до машината, за да извършва престъпления като DDoS атаки или да изпраща огромно количество спам. Бот мрежата може да обхваща стотици хиляди машини, без собствениците да са наясно с това.
Споделените компютърни системи, също така, се нуждаят от план за случаите, когато даден компютър бъде изключен от мрежата, а други са на налице за дълъг период от време. Повечето системи имат поставен лимит на времето за всяка задача. Ако даден компютър не завърши задачата в определения срок, контролният сървър ще прекъсне работата на устройството и ще постави задачата на друг компютър.
Една критика към този вид споделена мрежа е, че докато извлича изгода от незаетите процесори, тя увеличава консумацията на енергия и произведената топлинна мощ. Тъй като компютрите използват повече мощ, те изискват повече енергия. Някои от администраторите призовават потребителите да оставят включени компютрите си през цялото време, така че системите имат постоянен достъп до ресурсите на машината. Понякога това влиза в конфликт със зелените инициативи, чиито приоритет е пестенето на енергия.
Коментари