Cluster de servidores
El término cluster se aplica a un conjunto de ordenadores unidos mediante la utilización de un hardware común y, que se comportan como si fuesen un único ordenador. Hoy en día, desempeñan un papel importante en la solución de problemas de las ciencias, las ingenierías, del comercio electrónico, etc.
La tecnología de cluster ha evolucionado en apoyo de actividades que van desde las aplicaciones de supercomputación, pasando por servidores web y comercio electrónico, hasta bases de datos de alto rendimiento, entre otros usos.
La supercomputación con clusters surge como resultado de la convergencia de varias tendencias actuales, que incluyen la disponibilidad de microprocesadores económicos de alto rendimiento y redes de alta velocidad, el desarrollo de herramientas de software para cálculo distribuido de alto rendimiento, así como la creciente necesidad de potencia computacional.
Simplificando, un cluster es un grupo de múltiples ordenadores unidos mediante una red de alta velocidad, de tal forma que el conjunto es visto como un único ordenador mucho más potente.
De un cluster se esperan los siguientes servicios:
- Escalabilidad
- Balanceo de carga
- Alta disponibilidad
- Alto rendimiento
Como en tantas otras tecnologías, podemos realizar la clasificación de los clusters en función de varios conceptos, pero todos ellos relacionados con los servicios que se han mencionado.
- Clusters de alto rendimiento (HC o High Performance Clusters): Este tipo de sistemas ejecutan tareas que requieren de una gran capacidad de cálculo o del uso de grandes cantidades de memoria RAM.
- Clusters de alta disponibilidad (HA o High Availability): Con estos clusters se busca dotar de disponibilidad y confiabilidad a los servicios que ofrecen.
- Clusters de alta eficiencia (HT o High Throughput): En estos sistemas el objetivo central de diseño es que se puedan ejecutar el mayor número de tareas en el menor tiempo posible.
Otro tipo de clasificación de los clusters de servidores viene dada por su ámbito de uso, donde hablaremos de dos tipos:
- Clusters de infraestructuras comerciales, que conjugan la alta disponibilidad con la alta eficiencia.
- Clusters científicos, que en general son sistemas de alto rendimiento.
Para que un cluster funcione necesita de una serie de componentes, que como ya sabemos, pueden tener diversos orígenes, es decir, no tienen por qué ser de la misma marca, modelo o características físicas. Entre estos componentes están:
- Nodos: es el nombre genérico que se le da a cualquier máquina que utilicemos para montar el cluster (ordenador de sobremesa, servidor, etc.).
- Sistema operativo: podemos utilizar cualquier sistema operativo que tenga dos características básicas: multiproceso y multiusuario.
- Conexión de red: es necesario que los distintos nodos de nuestra red estén conectados entre sí. Para ello podemos utilizar una conexión Ethernet u otros sistemas de alta velocidad.
- Middleware: es el nombre que recibe el software que se encuentra entre el sistema operativo y las aplicaciones. Su objetivo es que el usuario del cluster tenga la sensación de estar frente a un único superordenador, pues el middleware provee de una interfaz única de acceso al sistema. Mediante este software se consigue optimizar el uso del sistema y realizar operaciones de balanceo de carga, tolerancia de fallos, etc. Se ocupa, además, de detectar nuevos nodos que vayamos añadiendo al cluster, dotándolo de una gran escalabilidad.
- Sistema de almacenamiento: cuando trabajamos con clusters, podemos hacer uso de un sistema de almacenamiento interno a los equipos (DAS), utilizando los discos duros de manera similar a como lo hacemos en un PC, o bien recurrir a sistemas de almacenamiento más complejos, que proporcionarán una mayor eficiencia y disponibilidad de los datos, como son los dispositivos NAS (Network Attaches Storage) o las redes SAN (Storage Area Network). El uso de cualquiera de estas dos tecnologías es independiente de la existencia de un cluster, aunque resulta idóneo como método de almacenamiento cuando se dispone de una, especialmente si las complementamos con utilidades para la realización de copias de seguridad.
Obra publicada con Licencia Creative Commons Reconocimiento 4.0