高性能的linux集群.pdf

武汉大学信息安全研究所                集群小组资料一                                                                           1  目 录 第 1 章. 高性能的  Linux 集群: 集群基础 2 1.1 HPC 体系架构的类型 2 1.1.1 对称多处理器（SMP ）2 1.1.2 向量处理器2 1.1.3 集群2 1.2 集群定义2 1.2.1 故障迁移集群2 1.2.2 负载均衡集群2 1.2.3 高性能集群3 1.3 高性能集群的常见用途3 1.3.1 生命科学研究3 1.3.2 石油和天然气勘探4 1.3.3 图像呈现4 1.4 Linux 和集群如何改变了  HPC4 1.5 理解硬件：向量机与集群4 1.6 并行编程和 Amdahl 法则 6 1.7 并行编程的方法7 1.7.1 分布式内存方法7 1.7.2 共享式内存方法7 1.8 当文件  I/O 成为瓶颈时怎么办？7 1.9 参考资料8 第 2 章. 高性能的  Linux 集群: 构建一个工作集群 10 2.1 集群和并行编程平台10 2.2 创建一个简单的  Linux 集群 10 2.3 开放源码软件集群应用程序资源12 2.4 使用 OSCAR 创建  Linux 集群 13 2.5 管理集群14 2.5.1 作业调度14 2.5.2 监视15 2.6 并行算法15 2.7 使用  MPI 进行并行编程来实现矩阵与向量的乘法15 2.8 性能测试17 2.9 对  Linux 集群进行基准测试 18 2.10 IBM Blue Gene/L 19 2.11 参考资料20 武汉大学信息安全研究所                集群小组资料一                                                                           2  第1章. 高性能的 Linux 集群: 集群基础 1.1 HPC 体系架构的类型 1.1.1 对称多处理器（SMP ） SMP 是 HPC 采用的体系架构之一，其中有多个处理器会共享内存。（在集 群中，这也称为 大规模并行处理器（massively parallel processor ，MPP ），它们 并不需要共享内存；稍后我们将更详细介绍这方面的内容。）与 MPP 相比，SMP 通常成本更高，而且可伸缩性较差。 1.1.2 向量处理器 顾名思义，在向量处理器中，CPU 被优化以便很好地处理向量数组的运算。 向量处理器系统的性能很高，在 20 世纪 80 年代到 90 年代早期一度在 HPC 体系架构中占有统治地位，但是最近几年以来，集群变得更加流行了。 1.1.3 集群 集群是最近几年中最为主要的一种 HPC 硬件：集群（clust