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Un système de processeur en cluster est un groupe d'ordinateurs indépendants (nœuds) travaillant ensemble comme un système unique et unifié. Ces nœuds sont interconnectés via un réseau haut débit, leur permettant de partager des ressources et de collaborer sur des tâches. Contrairement à un système multiprocesseur (où plusieurs processeurs résident sur une seule machine), un cluster utilise plusieurs machines indépendantes.
Voici un aperçu des principales caractéristiques :
* Nœuds indépendants : Chaque nœud du cluster est un système informatique complet doté de son propre processeur, mémoire et stockage. Ils fonctionnent de manière indépendante mais communiquent et se coordonnent via le réseau.
* Interconnexion haut débit : Le réseau reliant les nœuds est crucial pour les performances. Il doit être rapide et fiable pour permettre un échange de données efficace entre les nœuds. Les technologies courantes incluent Gigabit Ethernet, Infiniband et Myrinet.
* Coordination logicielle : Un logiciel spécialisé est requis pour gérer le cluster et répartir les tâches entre les nœuds. Ce logiciel gère la communication, l'allocation des ressources et la planification des tâches. Les exemples incluent Message Passing Interface (MPI) et le système de fichiers distribués de Hadoop (HDFS).
* Évolutivité : L’un des principaux avantages d’un cluster est son évolutivité. Vous pouvez facilement ajouter plus de nœuds au cluster pour augmenter sa puissance de traitement et sa capacité de stockage.
* Tolérance aux pannes : Les clusters offrent souvent une meilleure tolérance aux pannes que les systèmes uniques. Si un nœud tombe en panne, les autres peuvent continuer à fonctionner, prenant potentiellement en charge les tâches du nœud défaillant. Cela dépend de la conception et du logiciel utilisé.
Types de systèmes de processeurs de cluster :
Les clusters peuvent être classés en fonction de leur objectif et de leur architecture :
* Clusters de calcul haute performance (HPC) : Ceux-ci sont conçus pour des tâches à forte intensité de calcul, telles que les simulations scientifiques, les prévisions météorologiques et la modélisation financière. Ils utilisent souvent du matériel et des logiciels spécialisés pour des performances optimales.
* Clusters haute disponibilité : Ceux-ci donnent la priorité à la disponibilité et à la fiabilité. Ils utilisent généralement des mécanismes de redondance et de basculement pour garantir un fonctionnement continu même en cas de panne de certains nœuds. Les bases de données et les serveurs Web utilisent souvent ce type de cluster.
* Clusters de réseau de stockage (SAN) : Ces clusters se concentrent sur la fourniture d'un stockage partagé sur plusieurs nœuds. Ils améliorent la capacité de stockage, les performances et la disponibilité.
* Clusters d'équilibrage de charge : Ceux-ci répartissent les requêtes entrantes (par exemple, le trafic Web) sur plusieurs serveurs pour éviter la surcharge et garantir des performances cohérentes.
En bref, un système de processeurs en cluster exploite la puissance combinée de plusieurs ordinateurs pour atteindre des performances et des capacités au-delà de ce qu'une seule machine pourrait fournir. Les détails spécifiques de mise en œuvre varient en fonction de l’application prévue et du budget.
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