如何架构高性价比的分布式计算机集群

核心提示：正如你所看到的一样，你的机器在绝大多数时间是空闲的，如何架构高性价比的分布式计算机集群，如果你在Windows下用任务管理器或其他的Linux 平台的工具（例如top，xload）观察CPU，但是内部是用很多机器架构成的，而MOSIX集群的特点是对用户透明，你会看到CPU的使用率常见在1～2%，事实上

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Linux 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习惯去登陆另外一台服务器。如果能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，就是你看下去的理由。

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。

本文选择MOSIX作为集群的方案，并使用无盘节点。架构集群并没有想象中那样复杂，参考下面的步骤可以一步步的架构集群，整个的方案并不是很昂贵，而且便于扩展。使用RedHat是因为在中国这是最有权威的版本，不论是初学者还是专业工作者，都可以在RedHat Linux中定制自己的版本。使用终端服务器LTSP是因为结构简单，便于快速扩展。使用的硬件是可以改进的，比如使用双CPU的主板和至强处理器，这样单一机柜中处理器就密集到48块CPU，本例中可以使用24块CPU。除了CPU以外，还可以使用千兆网卡或光纤网卡，交换机可以使用光纤交换机，内存总数可以达到48GB。但是随着硬件的升级，整体价格就会过高，而性能的提升并不是按比例的，因此本例的配置是性价比较好的组合。MOSIX是利用给内核源代码加补丁的办法，增加内核的功能来达到内核级的集群支持，通过编译后的内核启动的系统间类似SMP多处理器的系统，从外面的角度看只有一台有很多处理器的庞大机器，但是内部是用很多机器架构成的。而MOSIX集群的特点是对用户透明，原有的应用程序不需要修改代码即可以在集群中分布计算。