cluster クラスター

1)ディスクの管理上の単位
 ディスク上でファイルを構成する最小単位,複数のセクターからなる。 磁気ディスクの物理的な使用単位であるセクタ・レコードに対し,使用・不使用や領域の確保・開放といった処理を効率的に運用するための論理的な最低使用単位。 OS がディスク上のセクターをすべて管理するためには,膨大な管理情報が必要となるため,クラスタという単位でまとめて管理している。 クラスタのサイズは,ファイルシステムとボリュームサイズによってさまざまな値をとる。 したがって,ファイルシステムの種類によっては,最大クラスタサイズの制限により最大ボリュームサイズが制限されることになる。 DOS や Windows95 では,ディスク上の連続する複数のセクタをまとめて,クラスターという単位で管理し,管理情報(FAT)が 12/16/32 bit 以内に納まるようにしている。

2)クラスターコンピューター
 複数のコンピューターを粗結合させたもの。


不良クラスター,スキップセクター
 読み書きできないクラスターのこと。 不良クラスターはファイルシステムの管理情報上にマークされ,2度と使われないようになっている。 DOS 系なら chkdsk コマンドで,Unix 系なら fsckコ マンドで,不良クラスターがどれだけあるかが分る。


ハードディスクのクラスターサイズ(NEC 版 MS-DOS v5.00)
確保用量(MB)クラスターサイズFAT
SASI標準1〜208KB12bit
拡張1〜52KB12bit
6〜154KB
16〜308KB
31〜4016KB
SCSI拡張1〜52KB12bit
6〜104KB
11〜642KB16bit
65〜2554KB
256〜5118KB
512〜102316KB
1024〜204732KB



クラスターギャップ

 ディスクに情報を書き込んだ際,クラスター単位で書き込まれるために使われない領域(部分)が発生することがある。 これがクラスターギャップ。 FD では1クラスター=1セクターだからクラスターギャップとはセクターギャップと同じ。



クラスタリング

 複数のサーバーを接続して巨大データベースを動かし,作業を共有したり,1台が停止しても他のサーバーが引き継いだりすること,またはその技術。 1台の大型サーバーの代わりに複数のサーバーを使用できるため,経費節減にもなるらしい。 開発に数年はかかると言われる非常に難しい技術。 IBM は,クラスター化したサーバーを管理するためのソフトウェアを数種類開発している。 コンパックは OpenVMS と Tru64 でサポートした(製品名 Wolf Pack)が,Microsoft や SUN は苦労している。 また,クラスタリングの設定や運用も困難なため,導入はゆっくりとしか進んでいない。


クラスタリングソフト市場
 2008年2月5日,IDC Japan は2006年の高可用性クラスタリングソフトウェア市場規模予測を発表。 市場規模は前年比11.0%増の149億円で,Linux サーバー向けの出荷が高成長し,多ノード構成での適用が拡大している。



クラスターコンピューター,クラスター型コンピューター,クラスタリング技術

 並列マシンの一種。 複数の(市販)コンピューターをネットワークで接続して構成する。 使われるマシンは,普通のディスクトップから,ラックマウント型,ブレード型など。 単体のコンピューター用に作られたプログラムを分散処理で利用できるように書き換える必要がある。 Web サービングや e-business のワークロードによりこの価値は増大し,適性も変わった。 DELL や IBM は,大規模な演算ジョブを低コストで処理する方法として推進している。 欠点は,演算タスクを細かく分割し,コンピューターを相互に通信させるために,しばしば特別なソフトウェアの開発が必要なこと。

 狭義では,ラックセイバー製サーバーのような標準的なコンピューターとスイッチおよびストレージ・システムを複数接続して,安い費用で構築したスーパーコンピューターのこと。 実際のスーパーコンピューターより比較的安価で,既製の部品で構築でき,アップグレードも容易なため,最近人気が高まっている。 構築と運用には,より専門的なノウハウが必要となり,それを提供する,リナックス・ネットワークス,Scyld Computing,アティパ・テクノロジーズ,クアドリックス,ミリコム等の小規模な新興メーカーが出現した。 OS は Linux,次いで UNIX が多く,Windows で構築している例(コーネル大学のコーネル・セオリー・センター)もある。 新しいマシンの OS は Linux が圧倒的に多い。
 科学研究の世界で,普通のパソコンで並列システムを構築し,安上がりのスーパーコンピューターを作る研究者が次第に増えている。 そのためには,ラックマウント型のマシンを専用ラックにマウントし,床から天井まで積み上げる必要がある。 設計において,電力の配線と熱管理が大きな問題になる。 PC クラスタでは計算機本体は安いが,ノード間通信がボトルネックになりやすいために,高速・高価なネットワークを導入せざるを得ない場合が多い。


以下の3タイプに大別される。
1)密結合クラスター
 単一のボード上に複数の CPU が載ったもの。 高可用性やシングル・アプリケーションの拡張性に使用。 SP,HACMP,Blue Hammer,パラレル・シスプレックス等。

2)疎結合クラスター
 ラック格納された 1U/2U サイズのコンピューターやブレードサーバーが代表。 アプライアンスや Web のインフラとして使われる。 ラックに追加されたサーバーを,ロードバランス機能によりドメイン・メンバーとして自動的に追加したりできる。

3)Grid クラスター,グリッドコンピューター
 異機種混合で分散環境にあるコンピューターの集合。 e-ユーティリティーや非常に大規模なアプリケーションで使用。


 クラスタリングの要件として,QoS,CUoD,セキュリティー,拡張性,管理容易性などが重要。 サーバー,ストレージとネットワークはクラスター化で e-business による要求の増加などにダイナミックに応じることが可能となる。 障害の判別・回復,資源の追加・削除をシステムを動かしたまま行うため,全体にわたる管理・監視機構が必要。 運用はコマンドから自動起動に切り替わり,資源の配分手順は IT 提供者とユーザーの SLA に従って行われる。 特に,インフラを請け負うデータセンター事業者では,高い QoS が求められるため,クラスタリングは必須の要件となっている。 CPU クロック,メモリー,ネットワークが,1対1対1(例,クロック 2GHz,メモリー 2GB,ネットワーク 2Gbps)が一番効率がいいとも言われる。

 この中で使われている多数のプロセッサは,高速のケーブルで接続しなければならず,それらのケーブルは太くて重い(1kg ほど)。 ケーブルが1000本になれば重さは 1t になる。 また,ケーブルが重なって50cm 以上の厚さになれば,ピンが折れ曲がったり,床の強化が必要になるかもしれない。 また,ケーブルは空気の循環を妨げる。



California Digital カリフォルニア・デジタル

 カリフォルニア州 Foemont。 クラスター型コンピュータの分野で存在感を示しつつある。
サイト:
http://www.californiadigital.com



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