Computercluster

Ein Rechnerverbund oder Computercluster, meist einfach Cluster genannt (vom Englischen für „Rechner-Schwarm“, „-Gruppe“ oder „-Haufen“), bezeichnet eine Anzahl von vernetzten Computern. Der Begriff wird zusammenfassend für zwei unterschiedliche Aufgaben verwendet: die Erhöhung der Rechenkapazität (HPC-Cluster, engl. high performance computing – Hochleistungsrechnen) und die Erhöhung der Verfügbarkeit (HA-Cluster, engl. high available – hochverfügbar). Die in einem Cluster befindlichen Computer (auch Knoten, vom englischen nodes oder Server) werden auch oft als Serverfarm bezeichnet.

Hochverfügbarkeitscluster (engl. High-Availability-Cluster – HA-Cluster) werden zur Steigerung der Verfügbarkeit bzw. für bessere Ausfallsicherheit eingesetzt. Tritt auf einem Knoten des Clusters ein Fehler auf, werden die auf diesem Knoten laufenden Dienste auf einen anderen Knoten migriert. Die meisten HA-Cluster besitzen 2 Knoten. Es existieren Cluster, bei denen ständig auf allen Knoten Dienste laufen. Diese Cluster nennt man aktiv-aktiv bzw. symmetrisch. Sind nicht alle Knoten aktiv, spricht man von aktiv-passiv oder asymmetrisch. Sowohl die Hardware als auch die Software eines HA-Clusters muss frei von Single-Point-of-Failures (Komponenten, die durch einen Fehler das gesamte System zum Ausfall brächten) sein. Anwendung finden solche HA-Cluster in kritischen Umgebungen, in denen Ausfallzeiten von nur wenigen Minuten im Jahr erlaubt sind. Im Rahmen von Katastrophenszenarien müssen kritische Computersysteme abgesichert werden. Dazu werden die Cluster-Knoten oft mehrere Kilometer auseinander in verschiedenen Rechenzentren platziert. Im Katastrophenfall kann der Knoten im nicht betroffenen Rechenzentrum die gesamte Last übernehmen. Diese Art von Clustern nennt man auch „stretched Cluster“.

Load-Balancing-Cluster

Load-Balancing-Cluster werden zum Zweck der Lastverteilung auf mehrere Maschinen aufgebaut. Die Lastverteilung erfolgt in der Regel über eine redundant ausgelegte, zentrale Instanz. Mögliche Einsatzgebiete sind Umgebungen mit hohen Anforderungen an Computerleistung. Der Leistungsbedarf wird hier nicht durch Aufrüstung einzelner Computer abgedeckt, sondern durch das Hinzufügen zusätzlicher Computer. Grund für die Verwendung ist nicht zuletzt der Einsatz von preisgünstigen Standardcomputern (COTS-Komponenten) anstatt von teuren Spezialcomputern. High Performance Computing Cluster High-Performance-Computing-Cluster (HPC-Cluster) dienen zur Abarbeitung von Rechenaufgaben. Diese Rechenaufgaben werden auf mehrere Knoten aufgeteilt. Entweder werden die Aufgaben in verschiedene Pakete aufgeteilt und parallel auf mehreren Knoten ausgeführt oder die Rechenaufgaben (Jobs genannt) werden auf die einzelnen Knoten verteilt. Die Aufteilung der Jobs übernimmt dabei meistens ein Job Management System. HPC-Cluster finden sich oft im wissenschaftlichen Bereich. In der Regel sind die einzelnen Elemente eines Clusters untereinander über ein schnelles Netzwerk verbunden. Auch die sogenannten Renderfarmen fallen in diese Kategorie.

Geschichte

Das erste im Handel erhältliche Clusterprodukt war ARCNET, welches 1977 von Datapoint entwickelt wurde. Den ersten wirklichen Erfolg hatte das Unternehmen DEC im Jahr 1983 mit der Vorstellung des Produktes VAXCluster für ihr Computersystem VAX. Das Produkt unterstützte nicht nur paralleles Rechnen auf den Clusterknoten, sondern auch die gemeinsame Nutzung von Dateisystemen und Geräten aller beteiligten Knoten. Diese Eigenschaften fehlen noch heute bei vielen freien und kommerziellen Produkten. VAXCluster ist als „VMSCluster“ auch heute noch von der Firma HP für das Betriebssystem OpenVMS und die Prozessoren Alpha und Itanium erhältlich.

Personal Computer

Ein PC genant auch Personal Computer, findet seit 1969 immer mehr den Gebrauch im Alltag.

Das Konzept geht zurück aus EDV Zwecken. Im Bereich der Datenspeicherung von Stadt und Staat. In dem die große Datenverwaltung geführt wird.

Die in Computerverwaltung minimierten Akten versprechen Arbeitserleichterung. Mit der Speicherung von Daten, ergaben sich viele weitere Aufgaben. Die Erleichterung der Kommunikation, war ein Punkt für das Internet. Somit entstand das Internet an Universitäten. Später wurde das ARPA Net eingeführt.

Mit dieser Grundsteinlegung eröffneten sich neue Möglichkeiten in Form der Kommunikation im Netzwerkbereich.

Was die Arbeit auch in Behörden und Verwaltung erleichterte und heute viele Möglichkeiten bietet.