Linux高性能集群-软件体系结构介绍

核心提示： 多CPU多任务操作系统：和单CPU的多任务操作系统不同的是，由于有多个CPU，Linux高性能集群-软件体系结构介绍(2)，所以在某个时间点上，可以有多个进程同时运行，也是最容易实现的文件系统就是分布式文件系统，相当于本地文件系统，多CPU的Unix和NT属于这种类型， 多CPU多任务操作

多CPU多任务操作系统：和单CPU的多任务操作系统不同的是，由于有多个CPU，所以在某个时间点上，可以有多个进程同时运行。多CPU的Unix和NT属于这种类型。

多CPU多任务操作系统+线程：某些任务当把它分为若干并行的子任务同时在多个CPU上执行时，它会运行的更快，尽管运行这个任务占有的总CPU时间变长了。由于采用多个CPU而使任务结束的时间缩短了。由于应用本身的特性，随着CPU个数的增加，性能并不会线性增加。Amdal法则说明了这种情况。运行在同一主板上多个CPU的Unix和NT＋线程属于这一类型。SMP系统合适采用这种方法。

多CPU多任务操作系统+消息传递：在SMP系统中，由于采用共享内存，所以CPU通信的时间几乎可以忽略。但是在象集群这种系统中，通信时间成为不得不考虑的因素。这时，使用线程是一种很奢侈的方法。这种情况下，消息传递是一种比较好的方法。(本系列文章的第二部分解释了这种情况)。同一个主板或多个主板上的多个CPU+Unix和NT+消息传递属于这种类型。

Beowulf集群使用第5种类型平台。它可以由SMP和PC服务器组成，以Linux为操作系统，以MPI或PVM这种消息传递方式作为通信方法。

3 文件系统

文件系统是操作系统的重要组成部分，用于存储程序和数据。如何在各节点间高效、一致和简捷的实现数据共享是集群系统对文件系统提出的挑战。

3.1 集群和文件系统

很明显，那种仅能管理本地存储的文件系统(如EXT和FAT)是无法满足集群系统对文件共享的要求的。在集群环境下，最容易想到，也是最容易实现的文件系统就是分布式文件系统。相当于本地文件系统，分布式文件系统有如下优点：

网络透明：对远程和本地的文件访问可以通过相同的系统调用完成。