IT-Management in der Praxis Seminar ? WS 2004/05 - am ...

8 Claus Wonnemann: Linuxcluster im RZ-Betrieb
Auf den Rechnerknoten benötigte Anwendungen und Einstellungen werden in Konfigurationsdateien
festgelegt, die wiederum in einem Graphen hierarchisch angeordnet werden können.
Auf diese Weise können, ausgehend von einer Basisversion, für verschiedene Rechnerknoten
alternative Konfigurationen festgelegt werden.
Anstatt Modifikationen an einer bestehenden Betriebssysteminstallation vorzunehmen, ist
die komplette Neuinstallation die grundsätzliche Vorgehensweise der Rocks Cluster Distribution.
Sollen Veränderungen an der Konfiguration vorgenommen oder zusätzliche Software
eingespielt werden, wird die auf einem Rechnerknoten vorhandene Installation durch eine
neue, entsprechend angepasste Variante ersetzt. Insbesondere auf großen Clustern fällt der
Zusatzaufwand nicht mehr stark ins Gewicht, da die Installation auf vielen Knoten parallel
vorgenommen werden kann und eine Analyse der vorhandenen Konfiguration überflüssig
wird. Dementsprechend viel Wert ist bei Rocks Cluster darauf gelegt worden, die Betriebssysteminstallation
automatisch ablaufen lassen zu können.
3.3 Batchsysteme
Mit Hilfe von Batchsystemen können einem Computersystem viele Aufträge auf einmal übergeben
werden, die dann nacheinander ohne weitere Benutzereingriffe abgearbeitet werden. Im
Falle eines Clusters sorgt das Batchsystem für eine möglichst effiziente Aufteilung der Aufgaben
auf die Rechnerknoten und stellt ein Rechnerbündel auf diese Weise gegenüber dem Benutzer
als eine einzige Rechenressource dar, der ohne Berücksichtigung der verteilten Struktur
Aufträge übertragen werden können. Dabei kann es sich sowohl um sequentielle Programme
handeln, die einem Rechnerknoten zugeordnet werden, als auch um parallele Anwendungen,
die zur Bearbeitung mehrere Computer gleichzeitig beanspruchen. Dem Batchsystem fällt die
Aufgabe zu, nach freien, für die Bearbeitung des Programms geeigneten Ressourcen zu suchen,
und dieses unter Bereitstellung eventuell benötigter Bibliotheken oder sonstiger Dateien
dort auszuführen. Beispielsweise benötigen bestimmte Anwendungen eine spezielle Plattform
oder ein gewisses Mindestmaß an Rechenleistung, so dass insbesondere in heterogenen Umgebungen
eine sinnvolle Zuordnung zu den Rechnerknoten wichtig ist. Als Rückgabe erhält der
Anwender die Resultate des Programmlaufs, die bei parallelen Anwendungen von mehreren
Knoten eingesammelt und zusammengeführt werden müssen.
Die Reihenfolge der Abarbeitung hängt von der gewählten Scheduling-Strategie ab und kann
zum Beispiel einer Priorisierung, einem Warteschlangen- (first-in, first-out) oder Durchsatzmodell
(weniger umfangreiche Aufträge werden bevorzugt) folgen. Zudem gibt es die Möglichkeit,
für eine Aufgabe zu einem bestimmten Zeitpunkt Rechenleistung vorab zu reservieren.
Besteht zwischen mehreren abzuarbeitenden Aufträgen eine Abhängigkeitsbeziehung, so kann
diese in einem Graphen ausgedrückt werden, der das Batchsystem veranlasst, Programme,
deren vollständige Abarbeitung die Ausführung einer anderen Anwendung bedingt, entsprechend
früher laufen zu lassen.
Des Weiteren können einige Batchsysteme zu bestimmten Zeitpunkten im Lauf einer Anwendung
so genannte Checkpoints setzen, die es erlauben, im Falle einer Unterbrechung oder
eines Fehlers, zu dem Zustand der Anwendung am letzten Checkpoint zurückzukehren und
von hier aus erneut mit der Bearbeitung fortzufahren, so dass die Ergebnisse eines unter
Umständen bis dahin sehr langen Programmlaufs nicht verloren gehen.
Beispiele für solche Batchsysteme sind das kostenlos erhältliche Open Portable Batch System
(OpenPBS) [Port04], sowie dessen kommerzielle Variante PBS Pro [PBS 04], der Load Leveler
von IBM [IBM 04], die Load Sharing Facility (LSF )-Produktreihe von Platform Computing
[Plat04] und das frei verfügbare Condor, das im folgenden Abschnitt im Detail vorgestellt
wird.
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