SlideShare a Scribd company logo
8. CLUSTERING (PC-CLUSTERING) 
8.1 Konsep Cluster 
8.1.1 Motivasi 
8.1.2 Review SMP 
8.1.3 Taxonomy Tron 
8.1.4 Benefits of Cluster 
8.1.5 Model & Konfigurasi Cluster 
8.1.6 Issue: Desain Sistem Operasi 
8.1.7 Arsitektur Cluster 
8.1.8 Perbandingan dengan SMP 
8.1.9 Contoh Cluster: WINNT, SUN, Linux-Beowulf 
8.2 Membangun PC-Clustering 
8.2.1 Resep untuk sebuah cluster kecil 
8.2.2 Comodity Computers 
8.2.3 Interkoneksi 
8.3.3 Sistem operasi 
8.3.4 Library untuk aplikasi paralel 
8.3.5 Compiler dan tools yang terkait 
8.3.6 Merakit Cluster 
8.3.7 Aplikasi 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/1
8.3 Cluster WINNT (Wolfpack) 
8.3.1 Motivasi 
8.3.2 Aplikasi Target 
8.3.3 Model Cluster 
8.3.4 Desain dan komponen Wolfpack 
8.3.5 Resources dan contoh 
8.3.6 Interkoneksi 
8.3.7 Tools manajemen cluster 
8.3.8 Manajemen aplikasi 
8.4 Cluster Linux (Beowulf) 
8.4.1 Motivasi 
8.4.2 Aplikasi Target 
8.4.3 Model dan Arsitektur Cluster 
Referensi : 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/2
8.1 Konsep Clusters 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/3
8.1.1 Motivasi 
• Alternatif dari Symmetric Multi-Processor 
• Kinerja tinggi (high performance) 
• Ketersediaan tinggi (high availability) 
• Aplikasi server 
Definisi 
• Sekumpulan komputer yang terkoneksi seluruhnya 
bekerja bersama sebagai satu kesatuan sumber saya 
atau sistem 
– Illusinya menjadi satu mesin 
– Setiap komputer disebut ach “node” 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/4
8.1.2 Review SMP 
• Komputer “stand alone” dengan karakteristik 
sbb: 
– Dua atau lebih prossesor yang mirip dan kemampuan 
sama/hampir sama 
– Processors share memori dan I/O yang sama 
– Processors terkoneksi melalui sebuah bus atau koneksi 
internal lainnya 
– Waktu akses memory secara aproksimasi sama u/ setiap 
processor 
– Seluruh processors share access ke I/O 
• Baik melalui channels yang sama atau berbeda 
menghasilkan “paths” ke devais yang sama 
– Seluruj processors dapat melakukan fungsi-2 yang sama 
(sehingga disebut symmetric) 
– Sistem dikontrol oleh OS yang terintegrasi 
• Melayani/membantu interaksi antara processors 
• Interaksi pada level job, task, file dan data element 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/5
Keuntungan SMP (review cont’d) 
• Kinerja 
– Beberapa job/workdapat dilakukan secara paralel 
• Availabilitas 
– karena seluruh processors dapat memalukan fungsi-2 yang 
sama, kegagalan dari sebuah processor tidak 
menghambat/menyetop sistem 
• Peningkatan inkremental (Incremental growth) 
– User dapat meningkatkan kinerja dengan menambahkan 
additional processors 
• Penskalaan (Scaling) 
– Vendors dapat meingkat range produk berdasarkan pada 
jumlah processors 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/6
Diagram Block Diagram MP terkopel secara kaku dan 
terikat (Tightly Coupled Multiprocessor) (review cont’d) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/7
8.1.3 Taxonomy Tron 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/8
8.1.4 Benefits of Clusters 
• Skalibilitas absolut (absolute scalability) 
– Dapat mempunyai lusian mesin-mesin yang 
masing-masing multiprocessor 
• Incremental scalability 
– Penambahan sistem-2 baru dengan inkremen 
yang kecil (small increments) 
• High availability 
– Kegagalan satu node tidak berarti “loss of 
service” 
• Superior price/performance 
– Dengan biaya yang jauh lebih murah, Cluster 
dapat menghasilkan power komputasi yang sama 
atay lebih tinggi dari riil komputer paralel 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/9
8.1.5. Model dan Konfigurasi Clusters 
• Server Terpisah 
– Setiap komputer merupakan sebuah server 
terpisah 
– Tidak men- shared disks 
– Perlu software manajemen atau scheduling 
– Data harus secara konstan dikopi diantara 
sistem 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/10
Konfigurasi Cluster – Standby Server , 
No-Shared Disk 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/11
8.1.5. Model dan Konfigurasi Clusters 
(cont’d) 
• Tidak men-shared apapun (non-shared) 
– Mereduksi overhead kommunikasi 
– Beberapa servers terkoneksi pada disk-disk 
bersama (common disks) 
– Disks terpartisi menjadi volume-2 
– Setiap volume dimiliki oleh sebuah 
komputer 
– Jika sebuah komputer gagal, komputer 
yang lainnya memperoleh kepemilikan 
(ownership) volume 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/12
8.1.5. Model dan Konfigurasi Clusters 
(cont’d) 
• Shared disk 
– Multiple computers share disks yang sama 
pada waktu yang sama 
– Setiap komputer memiliki akses ke seluruh 
volume pada seluruh disks 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/13
Konfigurasi Cluster - Shared Disk 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/14
8.1.6 Issue: Desain Sistem Operasi 
• Manajemen kegagalan (Failure 
management) 
– “Highly available” cluster menimbulkan 
suatu probabilitas yang tinggi bhw seluruh 
resources akan dilayani 
• Tidak ada jaminan mengenai keadaan 
dari transaksi yang diekskusi secara 
parsial, jika kegagalan terjadi 
– “Fault-tolerant” cluster menjamin dan 
memastikan bahwa seluruh resources 
akan selalu tersedia 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/15
8.1.6 Issue: Desain Sistem Operasi 
(cont’d) 
• Penyeimbangan beban (Load balancing) 
– Jika komputer baru ditambahkan ke 
cluster, fasilitas load-balancing secara 
otomatis akan memasukan komputer tsb 
dalam “scheduling” applikasi-aplikasi 
• Parallelisasi Komputasi 
– Parallelisasi kompiler 
– Aplikasi ter-parallel 
– Perhitungan (computing) parametrik 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/16
8.1.7 Arsitektur Komputer Cluster 
• Fungsi-2 dan layanan-2 middleware 
cluster 
– Single entry point 
– Single file hierarchy 
– Single control point 
– Single virtual networking 
– Single memory space 
– Single job-management system 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/17
8.1.7 Arsitektur Komputer Cluster 
(Cont’d) 
• Fungsi-2 dan layanan-2 middleware 
cluster 
– Single user interface 
– Single I/O space 
– Single process space 
– Checkpointing 
– Process migration 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/18
8.1.8 Perbandingan dengan SMP 
• SMP mudah di manage dan dikonfigurasi 
• SMP menempati ruang yang lebih kecil dan 
power supply yang lebih kecil 
• Clusters lebih baik dalam “incremental and 
absolute scalability” 
• Clusters avalibilitasnya superior 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/19
8.1.9 Contoh Cluster: Layanan Cluster 
WINNT 
• Layanan cluster (cluster Service) 
– Koleksi software pada setiap node yang mengatur 
(manages) seluruh aktivitas spesifik-cluster 
• Resource 
– Item dimanage oleh layanan cluster 
• Online 
– Online pada node jika node menyedia layanan pada 
node spesifik 
• Group 
– Koleksi resources diatur sebagai sebuah unit tunggal 
(single unit) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/20
Block diagram server cluster WINNT (SHOR97) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/21
8.1.9 Contoh Cluster: Cluster SUN 
• Komponen utama 
– Dukungan komunikasi dan obyek (object 
and communication support) 
– Manajemen proses (process management) 
– Jaringan (networking) 
– Sistem file terdistribusi global 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/22
Struktur cluster SUN 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/23
Ekstensi sistem file cluster SUN 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/24
8.1.9 Contoh Cluster: Cluster Linux 
(Beowulf) 
• Fitur-fitur utama 
– Mass market commodity components 
– Dedicated processors (rather than scavenging 
cycles from idle workstations) 
– A dedicated, private network (LAN or WAN or 
interneted combination) 
– No custom components 
– Easy replication from multiple vendors 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/25
8.1.9 Contoh Cluster: Cluster Linux 
(Beowulf) (cont’d) 
• Fitur-fitur utama 
– Scalable I/O 
– A freely available software base 
– Using freely available distribution 
computing tools with minimal changes 
– Returning the design and improvements to 
the community 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/26
Konfigurasi Beowulf generik 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/27
8.2 Membangun Cluster untuk 
Komputasi Parallel 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/28
Sub-topik 
• Resep untuk Cluster kecil 
• Commodity Computers Æ 
– Pemilihan komponen: Motherboards, Memory and Cache, and 
Assembly Complete Systems 
– HINT Benchmarks 
• Interkoneksi Æ 
– Myrinet, Gigabit Ethernet, ATM, Fast Ethernet, FDDI, HIPPI 
– Performance of Commodity Interconnects 
• Sistem Operasi Æ Linux, FreeBSD, NetBSD, Windows NT, 
Windows95 
• Libraries u/ aplikasi parallel Æ MPICH, PVM, DIPC, ScaLAPACK 
• Compilers dan Tools terkaitÆ Absoft, GNU, Paralogic, The 
Portland Group 
• Merakit Cluster 
• Contoh aplikasi 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/29
8.2.1 Resep Clusters sederhana: 
Empat-node 
Komponen penting: 
– 4 Pentium II PCs dengan RAM 64MB atau lebih RAM, disk 
2GB atau lebih besar, dan drive EIDE CD-ROM 
– 5 Fast Ethernet Network Interface Cards, misal SMC 9332 
EtherPower 10/100 
(Empat cards u/ menghubungkan node-2 cluster, dan satu 
card u/ menghubungkan satu dari node cluster ke sisa lain 
dari jaringan kita) 
– 5 “kategory 5" kabel UTP dgn RJ45 
– 1 Fast Ethernet (100BASE-Tx) Hub atau Fast Ethernet 
Switch, misalkan Bay Networks 350T 
– Linux CD (misal Extreme Linux); 
– MPICH 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/30
8.2.1 Resep Clusters sederhana (cont’d) 
• Langkah-langkah: 
1. Masukan dua Fast Ethernet NIC ke PC yang akan berfungsi 
sebagai cluster server dan penghubung ke sisa lain 
jaringan kita. Masukan satu Fast Ethernet card ke masing-masing 
tiga PC lainnya 
2. Sambungkan empat Category 5 kabel ke Fast Ethernet hub 
atau switch ke masing-masing PC 
3. Sisa kabe Category 5 cable untuk koneksi ke sisa lainnya 
dalam jaringan 
4. Instal Linux pada setiap PC. Juga install GNU C compiler 
and C libraries pada server 
– Ketika mengkonfigurasi TCP/IP, disarankan digunakan IP addresses 
192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1.3, dan 192.168.1.4 ke PC 
pertama, kedua, ketiga dan keempat 
– PC pertama akan menjadi node server 
– Extra network card pada node server node ditetapkan sebuah IP 
address oleh institution's network manager. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/31
8.2.1 Resep Clusters sederhana (cont’d) 
5. Dengan Linux pada setiap PC , edit file /etc/hosts pada 
keempat PC sehingga mengandung baris-baris berikut: 
– 192.168.1.1 node1 server 
– 192.168.1.2 node2 
– 192.168.1.3 node3 
– 192.168.1.4 node4 
6. Edit file /etc/hosts.equiv pada keempat PC sehingga 
mengandung baris-baris berikut 
• Node1 
• Node2 
• Node3 
• Node4 
7. Konfigurasi ini perlu agar devais MPICH's p4 dapat digunakan 
untuk mengeksekusi suatu aplikasi paralel terdistribusi. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/32
8.2.1 Resep Clusters sederhana (cont’d) 
8. Pada node server node, buatlah sebuah directory 
/mirror. Konfigurasilan server menjadi sebuah NFS 
server, dan tambahkan pada /etc/exports baris berikut: 
/mirror node1(rw) node2(rw) node3(rw) node4(rw) 
9. Pada node lainnya, buat directory /mirror. Tambahkan 
baris berikut pada /etc/fstab: 
server:/mirror /mirror nfs rw,bg,soft 0 0 
Perintah ini akan mengeksport directory /mirror dari 
server dan mounts directory teb pada masing-2 clients agar 
distribusi software antara node lebih mudah. 
10.Pada node server, install MPICH. Dokumentasi MPICH 
dapat diperoleh pada pages berikut 
http://www.mcs.anl.gov/mpi/mpich/docs.html. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/33
8.2.2 Commodity Computers 
• Pemilihan komponen-komponen: 
– Motherboards, Memory and Cache, and 
Assembly Complete Systems 
• HINT Benchmarks dari Commodity Systems 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/34
HINT Benchmarking 
HINT Comparison dari Pentium Pro and Pentium II 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/35
HINT Benchmarking 
Perbandingan: Pentium Pro dan Pentium II thp Competive CPUs 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/36
HINT Benchmarking 
Perbandingan antara sistem Multiple-processor 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/37
8.2.3 Interkoneksi 
• ATM 
– a switched virtual-circuit technology. 
– runs at 155Mbps. 
– memerlukan ATM network interface cards (NICs) 
– fiber optic atau Category 5 unshielded twisted pair (UTP) copper 
cables (depending on the selected equipment), dab paling sedikit 
satu ATM switch u/ interkoneksi. 
– Cukup mahal dan cenderung latency-nya tinggi jika dibandingkan 
dengan dgn LAN 
• FDDI 
– a token ring fiber optic network Æ runs at 100Mbps. 
– latency lebih tinggi ketombang Fast Ethernet atau Gigabit 
Ethernet karena mesikpun beban rendah sebuah stattion harus 
selalu menunggu “token” sebelum dapat mentransmisi data-nya. 
– Spt. ATM, cukup mahal dan biasanya tidak digunakan untuk 
clusters. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/38
8.2.3 Interkoneksi (cont’d) 
• Ethernet 
– a time-tested network technology that has become very cheap 
but at 10Mbps does not offer much throughput. 
– The most popular implementation of Ethernet is 10BASE-T 
– a very cheap cluster, but would be a serious bottleneck for a 
cluster of modern PCs. 
• Fast Ethernet 
– an upgrade of Ethernet that provides 100Mbps transmission 
speeds. 
– The most popular implementation is 100BASE-TX 
– Fast Ethernet network interface cards have become a true 
commodity item, with prices for high-quality boards 
– A Fast Ethernet repeater that is used for one of our clusters 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/39
8.2.3 Interkoneksi (cont’d) 
• Gigabit Ethernet 
– an up-and-coming technology that has recently been 
standardized. 
– Gigabit Ethernet layers the Ethernet media access control 
protocol (CSMA/CD) over the established ANSI-standard 
Fibre Channel physical technology with a minor adjustment 
to increase real data throughput to 1Gbps. 
– Gigabit Ethernet menghubungkan NICs dengan sebuah 
Gigabit Ethernet repeater atau switch dgn multimode fiber 
optic cable. 
– Packet Engines Æ disebut "full-duplex repeater" yang, spt. 
full-duplex switch, menghindaris collisions tetapi, spt. 
repeater hub, “floods” packets ke seluruh ports. 
– Gigabit Ethernet masih mahal (continue to fall) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/40
8.2.3 Interkoneksi (cont’d) 
• Myrinet 
– Penghubung high performance yang biasa digunakan pada 
kebanyakan cluster yang lebih mahal. 
– 1.2Gbps technology yang menggunakan short-distance (10 feet) 
copper cables u/ menghubungkan NICs ke switches. 
– Menyediakan low-level messaging melalui protokol-2 yang 
meningkat latency melalui TCP dengan mereduksi overhead. 
– Saat ini, Myrinet dan Gigabit Ethernet memerlikan baik PC NICs 
dan interconnects (hubs/switches) dari a single vendor. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/41
8.2.3 Interkoneksi (cont’d) 
Throughput: Ethernet, FDDI, ATM, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, dan Myrinet 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/42
8.2.3 Interkoneksi (cont’d) 
Latency of Ethernet, FDDI, ATM, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, and 
Myrinet 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/43
8.2.4 Sistem Operasi 
Performance of Gigabit Ethernet on Linux, FreeBSD, and NT 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/44
8.2.5 Libraries u/ komputasi Paralel 
• Message Libraries 
– MPI 
• portable standard u/ message-passing libraries 
• Didesain u/ menyediakan suatu spesifikasi library bersama u/ 
massively parallel processor vendors. 
• Aplikasi Parallel yang dikembangkan dgn MPI dapat di running tanpa 
recoding pada sistem-sistem mulai clusters komputer murah sampai 
ke superkomputer 
• Paling sedikit dua implementasi MPI tersedia bebas u/ penggunaan 
pada cluster: MPICH from Argonne National Labs, and LAM from the 
University of Notre Dame. 
– PVM 
• library lain yang mendukung program parallel pada clusters dan 
ditargetkan khususnya pada kumpulan heterogen komputer 
UNIX/Linux. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/45
8.2.5 Libraries u/ komputasi Paralel 
(cont’d) 
• Higher-Level Libraries 
– ScaLAPACK 
• sebuah library routine aljabar linier paralel yang beroperasi 
pada cluster yang menggunakan PVM atau MPI. 
• Memerlukan instalasi routine aljabar linier LAPACK dan library 
BLACS u/ komunikasi di dalam program aljabar linier. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/46
8.2.6 Compiler dan Tools yang terkait 
• Compiler 
– GNU compilers 
– The Portland Group Æ compilers u/ dialek Fortran termasuk 
FORTRAN77, High Performance Fortran, dan Fortran90. The 
Portland Group menyediakan compilers baik u/ PCs running 
Linux maupun supercomputers spt. Cray-T3E. 
– Absoft Corporation Æ Fortran compilers u/ Linux, Windows NT, 
dan Power Macintosh systems. 
• Tools terkait 
– Various automated parallelization misal BERT77 Æ versi lite 
digunakan u/ cluster linux 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/47
8.2.7 Merakit Cluster 
• Server vs Regular Nodes 
– Karena interkoneksi yang digunakan tampaknya tidak 
langsung terhubung langsung ke jaringan luar yang lebih 
besar, maka satu dari node tampaknya memmerluka 
network card tambahan u/ menghubungkan cluster jika 
jaringan luar yang lebih besar 
• Hardware 
– Add Interconnect Hardware and Test 
– Place PCs on Shelving 
– Connect Cables 
– Test the Shelf of PCs 
• Software 
– Install and Configure the Operating System 
– Install Software 
– Authorize Users 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/48
8.2.8 Aplikasi 
• Bidang Computational Science Æ Grand Challenge 
Problem, mis. 
– Modeling dan simulasi Iklim/Cuaca 
– Molecular Dynamics Simulation in material physics and 
chemistry 
– Monte Carlo Simulation in Nuclear Physics 
• Bidang Elektronika,mis. 
– Desain VLSI 
• Bidang Penerbangan 
– Flight Simulator 
• Dll. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/49
8.3 Cluster WIN-NT (Wolfpack) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/50
8.3.1 Motivasi 
• Memperluas Windows NT dgn memasukan 
konsep dan fitur cluster 
• Mudah digunakan, produk market massak 
• Availabilitas 
• Manageabilitas 
• Skalabilitas 
• Mendukung Æ file/print, web Server termasuk 
aplikasi pendukungnya sbg fitur dasar 
• API u/ produk-2 “cluster aware” 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/51
8.3.2 Aplikasi Target 
• Database servers 
• E-mail, Groupware, and Productivity 
Applications 
• Transaction Processing Servers 
• Enterprise Applications (i.e.; SAP, CA/ Uni-center) 
• Internet Web Servers 
• File and Print Servers 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/52
8.3.3 Model Cluster (tahap awal) 
• Dua nodes (desain u/ N-node) 
– Keduanya aktif server (bukan pasif server) 
• Failover proection u/ aplikasi-aplikasi server 
• Applikasi-2 secara eksplisit teregister sebagai 
pendukung 
• Model storage dual-access 
– Kedua node dapat mengakses storage, satu 
server u/ suatu waktu (one node “owns” it) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/53
Konfigurasi model 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/54
8.3.4 Desain dan Komponen 
• Memisahkan layanan ketimbang modiifikasi NT 
Kernel 
– Tidak mengganggu sistem dasar (base system) 
– Lebih u/ didesain dan didebug 
– Slight performance dan biaya ruang (space cost) 
• Shared nothing 
– Konfigirasi HW disederhanakanSimplified 
hardware configuration 
– No shared file system 
• Tools administratif yang sangat powerful 
• Aplikasi-2 harus dapat di transaksikan 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/55
Model & Komponen (cont’d) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/56
8.3.5 Resources 
• Komponen yg menyediakan layanan dari 
clients ke sebuah client 
• Lingkungan server environment spt: 
– physical disks, 
– processes, databases, 
– IP addresses, etc. … 
• Dimanage oleh cluster sbg obyek-2 Opaque 
• Online on satu node pada suatu waktu 
• Dapat berpindah satu sistem pd cluster ke 
sistem lain dalam cluster 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/57
Kebergantungan Resources 
• Resources bisa tergantung pada resources 
yg lain 
• Suatu resource di-online –kan jika beberapa 
resources bergantung padanya 
• Sebaliknya di-offline-kan, jika tidak resources 
lain bergantung padanya 
• Seluruh “dependent resources” akan failover 
bersama dan berada dalam grup yang sama 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/58
Resources Properties 
- Resource Type - Group Membership 
- Poll intervals - Possible Nodes 
- Looks Alive - Restart Policy 
- IsAlive - Dependencies 
- Private resource data 
- Unique identifier 
- Hardware binding 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/59
Resources DLLs 
• Run pd proses monitor resource 
• Kode spesifik resource yg mengizinkan SW-cluster 
u/ manage sebuiah resource 
• Resource DLLs disediakan oleh Microsoft 
sbg fitur dasar (base features) 
• Penulisan yang mudah u/ meng-create 
aplikasi atau devais terkait/mendukung 
cluster 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/60
Resources DLL API’s 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/61
Resources DLL API’s: Fungsi-Fungsi 
♦ Startup 
♦ Open ♦ Arbitrate 
♦ Close ♦ Release 
♦ Online ♦ ResourceControl 
♦ Offline ♦ ResourceTypeControl 
♦ Terminate ♦ Create 
♦ LooksAlive ♦ Delete 
♦ IsAlive 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/62
Contoh Grup 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/63
8.3.6 Interkoneksi 
• Komunikasi Node-to-Node 
• Komunikasi layanan cluster ke resources 
• Komunikasi aplikasi ke layanan cluster 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/64
Node-to-node 
♦ Layanan cluster berkomunikasi satu sama lain 
each other 
♦ Notifikasi keepalive 
♦ Keadaan resource mengubah broadcasts atomik 
♦ Perintah intra-cluster 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/65
Aplikasi ke layanan cluster 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/66
8.3.7 Tools Manajemen Cluster 
• Administrator cluster 
– Memonitor dan memanage cluster 
• Modifikasi-s minor thp tools yang ada 
– Monitor kinerja 
§ Menambah kemampuan u/ memperhatikan keseluruhan 
cluster 
– Administrator disk 
§ Meningkat pemahaman akan “shared disks” 
– Event logger 
§ “Broadcast events” ke seluruh nodes 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/67
8.3.8 Manajemen Aplikasi 
• Banyak aplikasi berfungsi tanpa suatu 
modifikasi 
– Dukuangan layanan-2 dan aplikasi-2 generik 
– Tools mengkonfigurasinya ke Wolfpack 
• Dukungan yang mudah dari aplikasi lain 
applications 
– Wizard u/ meng-create suatu “resource DLL” 
– Wizard u/ meng-create ekstensi-2 administrator 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/68
CLUSAPI 
♦ Manajemen cluster 
♦ Manajemen node cluster 
♦ Manajemen resource cluster 
♦ Database konfigurasi cluster 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/69
Manajemen Cluster (cont’d) 
♦ Mendapatkan dan berkomunkasi dgn cluster 
♦ Properti-2 query/set 
♦ Enumerate obyek-2 cluster 
– Nodes 
– Groups 
– Resources and Resource Types 
♦ Notifikasi “event cluster” 
– Node state & property changes 
– Group state & property changes 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/70
8.4 Cluster Linux (Beowulf) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/71
8.4.1 Motivasi 
• Sistem komputer parallel Æ sangat mahal 
• Digunakan terbatas Æ dept. pertahanan dan 
lembaga riset 
• Penggunan dan pemrogramannya cukup sulit Æ 
perlu skill khusus dan memahami pengetahuan 
mengenai arsitiktur unik dari setiap mesin 
SOLUSI masalah di atasÆ clustering 
Pioner/pelopor clustering Æ ilmuwan NASA yang 
terlibat Beowulf Project 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/72
8.4.1 Motivasi (cont’d) 
• Beowulf project (http://www.beowulf.org/): 
– Dimulai 1994 di NASA's Goddard Space Flight Center, 
– Menggunakan Linux dan SW open-source lainnya yang 
running pada PC tua dan tentunya murah. 
– Mendobrak pintu bagi komputasi cluster performansi tinggi 
dan biaya murah. 
– Disamping, standards dan tools tlh dikembangkan u/ sistem 
komputer paralel memori terdistribusi sedemikian, sehingga 
memudahkan programmmer u/ mengembangkan aplikasi 
komputer yang “scalable dan “portable” 
– Pile of PC (POP) 
• Karena murah Æ banyak universitas, lembaga riset, 
busines mengembangkan/membangun PC-clustering 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/73
8.4.2 Aplikasi Target 
• Komputasi Paralel Æ High performance paralel 
computing (scientific computation/computational 
science) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/74
8.4.3 Model dan Arsitektur Cluster 
• 16 Node dgn OS-Linux 
¾ Intel DX4 microprocessors at 100MHz 
¾ SiS471 chipset 
¾ 256K asynchronous cache 
¾ 16MB 60ns RAM 
¾ 540MB IDE disk 
¾ dual 10Mbps NICs (Network Interface Cards) 
• Topology jaringan 
(software routed network) 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/75
8.4.4 Sistem Software 
• Berbasis Linux Æ Message Passing 
– Teknik yang berbeda dapat digunakan u/ pada Beowulf 
cluster atau paltform komputer paralel lainnya termasuk 
• Threads atau Inter-Process Communication (IPC) pd sebuah node 
tunggal dengan MP, atau a single node with multiple processors, atau 
• TCP sockets, 
• Remote Procedure Calls (RPCs), atau 
• Penukar message yang kurang sophisticated “files visible” pada 
multiple nodes. 
– Tetapi strategi yang mudah dan terbaik adalah 
menggunakan “software libraries” yang khusus didesain 
pada komputer paralel. Paling populer Æ PVM (Parallel 
Virtual Machine) dan MPI (Message Passing Interface). 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/76
8.4.5 Menggunakan MPI 
• Langkah 1: download dan install library message passing lpada 
seluruh node. 
• Langkah 2: setelah instalasi software, mesin dipopulasi dgn list 
node yang tersedia. 
• Langkah 3: Check documentation u/ mendapatkan dimana file 
ini harus diletakkan (reside) 
• Berikutnya, kita harus familiar dgn sintaks dan semnatik dari 
penggunan “MPI calls”. 
• Metode paling umum dari programming aplikasi parallel disebut: 
Single Program Multiple Data (SPMD). 
– Jika program yang berbeda dapt ditulis u/ masing-2 yang bekerja 
single problem secara parallel, SPMD codes lebih mudah u/ ditulis 
dan dipelihara. Hanya contoh SPMD code akan dipresentasikan 
disini. 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/77
Contoh Program dgn MPI 
Program 1 Æ "Hello World!" program Æ sbg illustrasi MPI calls 
dasar yang penting u/ men-startup dan mengakhiri sebuah MPI 
program. 
Program 1: hello.c 
#include <stdio.h> 
#include "mpi.h" 
void main(int argc, char **argv) 
{ int me, nprocs, namelen; 
char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME]; 
MPI_Init(&argc, &argv); 
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &nprocs); 
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &me); 
MPI_Get_processor_name(processor_name, &namelen); 
printf("Hello World! I'm process %d of %d on %sn", 
me, nprocs, processor_name); 
MPI_Finalize(); 
} 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/78
Keterangan program 
• MPI_Init() harus di-called dan handed argument command 
line sehingga lingkungan men-setup secara benar u/ program 
agar run dgn proses parallel. 
• MPI_Comm_size() Æ jumlah processes, yang secara 
subsequent disimpan di nprocs, pada grup kommunikator 
MPI_COMM_WORLD. 
– M PI_CO M M_W ORLD Æ sebuah komunikator khusus yang 
menyatakan communicator seluruh processes tersedia ketika 
initialisasi. 
• MPI_Comm_rank() menyediakan jumlah rank atau process 
(range dari 0 sampai nprocs-1) dari “calling process”. 
– Rank secara subsequen disipan pada me. 
• MPI_Get_processor_name() menyediakan hostname dari 
node (bukan processor individual) yang digunakan, disimpan 
pada processor_name, panjang hostname disimpan di 
namelen 
Pengolahan Paralel/KK021239 8/79

More Related Content

What's hot

Operating System--Memory
Operating System--MemoryOperating System--Memory
Operating System--MemoryEverhythm Past
 
multiprosesor & multikomputer
multiprosesor & multikomputermultiprosesor & multikomputer
multiprosesor & multikomputer
Reza Mardiyeni
 
Kelompok 1
Kelompok 1Kelompok 1
Kelompok 1
Gustav Raharjo
 
Ar komppar1
Ar komppar1Ar komppar1
Ar komppar1kirafuda
 
Robbin 8 Main memory
Robbin 8 Main memory Robbin 8 Main memory
Robbin 8 Main memory
Zan Levign
 
Sistem Operasi: Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan Kernel
Sistem Operasi:   Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan KernelSistem Operasi:   Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan Kernel
Sistem Operasi: Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan Kernel
Andino Maseleno
 
Arsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem OperasiArsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem Operasi
viviluthfiyah
 
Sistem operasi manajemen memori linux
Sistem operasi manajemen memori linuxSistem operasi manajemen memori linux
Sistem operasi manajemen memori linux
dimas wahab
 
Ch 02- Multiprocessing System
Ch 02- Multiprocessing SystemCh 02- Multiprocessing System
Ch 02- Multiprocessing System
Tri Sugihartono
 

What's hot (9)

Operating System--Memory
Operating System--MemoryOperating System--Memory
Operating System--Memory
 
multiprosesor & multikomputer
multiprosesor & multikomputermultiprosesor & multikomputer
multiprosesor & multikomputer
 
Kelompok 1
Kelompok 1Kelompok 1
Kelompok 1
 
Ar komppar1
Ar komppar1Ar komppar1
Ar komppar1
 
Robbin 8 Main memory
Robbin 8 Main memory Robbin 8 Main memory
Robbin 8 Main memory
 
Sistem Operasi: Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan Kernel
Sistem Operasi:   Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan KernelSistem Operasi:   Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan Kernel
Sistem Operasi: Arsitektur komputer, Pengantar Sistem Operasi dan Kernel
 
Arsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem OperasiArsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem Operasi
 
Sistem operasi manajemen memori linux
Sistem operasi manajemen memori linuxSistem operasi manajemen memori linux
Sistem operasi manajemen memori linux
 
Ch 02- Multiprocessing System
Ch 02- Multiprocessing SystemCh 02- Multiprocessing System
Ch 02- Multiprocessing System
 

Viewers also liked

Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings
 Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings
Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings
Shuja Metal Centre
 
Digipack
DigipackDigipack
Digipack
samcook9
 
الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟
الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟
الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟
Higher Population Council / المجلس الأعلى للسكان
 
Право на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностью
Право на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностьюПраво на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностью
Право на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностью
bestbuddies_ru
 
Защита имущественных прав людей с ментальной инвалидностью
Защита имущественных прав людей с ментальной инвалидностьюЗащита имущественных прав людей с ментальной инвалидностью
Защита имущественных прав людей с ментальной инвалидностью
bestbuddies_ru
 
Naseeba.2 (1)
Naseeba.2 (1)Naseeba.2 (1)
Naseeba.2 (1)
nazeebadileep
 
Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»
Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»
Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»
bestbuddies_ru
 
Presentazione (2)
Presentazione (2)Presentazione (2)
Presentazione (2)
Leandra Caruso
 
Impacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alex
Impacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alexImpacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alex
Impacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alex
Alex Alcantara Chuquilin
 
عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة
 عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة
عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة
Higher Population Council / المجلس الأعلى للسكان
 
لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط حول "الوضع السكاني وسياسات ...
لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط  حول  "الوضع السكاني وسياسات ...لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط  حول  "الوضع السكاني وسياسات ...
لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط حول "الوضع السكاني وسياسات ...
Higher Population Council / المجلس الأعلى للسكان
 
Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...
Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...
Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...
Pays Médoc
 

Viewers also liked (13)

Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings
 Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings
Traders and wholesalers of an unlimited assemblage of Bars, Fittings
 
Digipack
DigipackDigipack
Digipack
 
الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟
الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟
الفرصة السكانية: ماذا عن كبار السن في الأردن؟
 
C lu
C luC lu
C lu
 
Право на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностью
Право на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностьюПраво на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностью
Право на самостоятельное проживание людей с ментальной инвалидностью
 
Защита имущественных прав людей с ментальной инвалидностью
Защита имущественных прав людей с ментальной инвалидностьюЗащита имущественных прав людей с ментальной инвалидностью
Защита имущественных прав людей с ментальной инвалидностью
 
Naseeba.2 (1)
Naseeba.2 (1)Naseeba.2 (1)
Naseeba.2 (1)
 
Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»
Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»
Молодежные программы для студентов с инвалидностью «От учебы – к работе»
 
Presentazione (2)
Presentazione (2)Presentazione (2)
Presentazione (2)
 
Impacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alex
Impacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alexImpacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alex
Impacto ambiental de residuos solidos en la ciudad de chiclayo alex
 
عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة
 عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة
عرض- اثر النمو السكاني على التنمية محافظة العاصمة
 
لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط حول "الوضع السكاني وسياسات ...
لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط  حول  "الوضع السكاني وسياسات ...لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط  حول  "الوضع السكاني وسياسات ...
لقاء طلبة ماجستير الإعلام في جامعة الشرق الأوسط حول "الوضع السكاني وسياسات ...
 
Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...
Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...
Club E-Tourisme // Les réseaux sociaux, des outils au service de la promotion...
 

Similar to Clustering Computer

Tugas so
Tugas soTugas so
Tugas so
Thoriq Adzom
 
jbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdf
jbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdfjbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdf
jbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdf
IhsanAzhary1
 
13_risc_ind.pptx
13_risc_ind.pptx13_risc_ind.pptx
13_risc_ind.pptx
MichaelAlbertianus
 
Sistem operasi monolitik
Sistem operasi monolitikSistem operasi monolitik
Sistem operasi monolitik
Utami Islami
 
Struktur sistem operasi.ppt
Struktur sistem operasi.pptStruktur sistem operasi.ppt
Struktur sistem operasi.ppt
ABASYAIR
 
Sistem operasi terdistribusi
Sistem operasi terdistribusiSistem operasi terdistribusi
Sistem operasi terdistribusi
hofidatur
 
Arkom5
Arkom5Arkom5
Arkom5
pradityapz
 
Arsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem OperasiArsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem Operasiviviluthfiyah
 
Bab iii
Bab iiiBab iii
Bab iii
radar radius
 
Memory
MemoryMemory
dokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.ppt
dokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.pptdokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.ppt
dokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.ppt
CrisnaLidya
 
Arsitektur jaringan Client Server
Arsitektur jaringan Client ServerArsitektur jaringan Client Server
Arsitektur jaringan Client Server
Muhammad Rafi Shalahudin
 
Konsep sistem operasi
Konsep sistem operasiKonsep sistem operasi
Konsep sistem operasi
belajarkomputer
 
Helen Alida Abilio - Konsep Sistem operasi
Helen Alida Abilio - Konsep Sistem operasiHelen Alida Abilio - Konsep Sistem operasi
Helen Alida Abilio - Konsep Sistem operasi
belajarkomputer
 
3.struktur sistemoperasi
3.struktur sistemoperasi3.struktur sistemoperasi
3.struktur sistemoperasi
nasib silaban
 
02 pengenalan sistem operasi
02 pengenalan sistem operasi02 pengenalan sistem operasi
02 pengenalan sistem operasi
Setia Juli Irzal Ismail
 
Cluster grid cloud computing
Cluster grid cloud computingCluster grid cloud computing
Cluster grid cloud computing
Fajar Zain
 
Pertemuan 1.1 materi pendahuluan
Pertemuan 1.1 materi pendahuluanPertemuan 1.1 materi pendahuluan
Pertemuan 1.1 materi pendahuluanSetyady Peace
 
Arsitektur sistem operasi
Arsitektur sistem operasiArsitektur sistem operasi
Arsitektur sistem operasi
Lili's World
 
Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...
Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...
Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...
RobiSetiaPermadi
 

Similar to Clustering Computer (20)

Tugas so
Tugas soTugas so
Tugas so
 
jbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdf
jbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdfjbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdf
jbptunikompp-gdl-widiantoni-29694-14-24.1010-b.pdf
 
13_risc_ind.pptx
13_risc_ind.pptx13_risc_ind.pptx
13_risc_ind.pptx
 
Sistem operasi monolitik
Sistem operasi monolitikSistem operasi monolitik
Sistem operasi monolitik
 
Struktur sistem operasi.ppt
Struktur sistem operasi.pptStruktur sistem operasi.ppt
Struktur sistem operasi.ppt
 
Sistem operasi terdistribusi
Sistem operasi terdistribusiSistem operasi terdistribusi
Sistem operasi terdistribusi
 
Arkom5
Arkom5Arkom5
Arkom5
 
Arsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem OperasiArsitektur Sistem Operasi
Arsitektur Sistem Operasi
 
Bab iii
Bab iiiBab iii
Bab iii
 
Memory
MemoryMemory
Memory
 
dokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.ppt
dokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.pptdokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.ppt
dokumen.tech_sistem-operasi-terdistribusi.ppt
 
Arsitektur jaringan Client Server
Arsitektur jaringan Client ServerArsitektur jaringan Client Server
Arsitektur jaringan Client Server
 
Konsep sistem operasi
Konsep sistem operasiKonsep sistem operasi
Konsep sistem operasi
 
Helen Alida Abilio - Konsep Sistem operasi
Helen Alida Abilio - Konsep Sistem operasiHelen Alida Abilio - Konsep Sistem operasi
Helen Alida Abilio - Konsep Sistem operasi
 
3.struktur sistemoperasi
3.struktur sistemoperasi3.struktur sistemoperasi
3.struktur sistemoperasi
 
02 pengenalan sistem operasi
02 pengenalan sistem operasi02 pengenalan sistem operasi
02 pengenalan sistem operasi
 
Cluster grid cloud computing
Cluster grid cloud computingCluster grid cloud computing
Cluster grid cloud computing
 
Pertemuan 1.1 materi pendahuluan
Pertemuan 1.1 materi pendahuluanPertemuan 1.1 materi pendahuluan
Pertemuan 1.1 materi pendahuluan
 
Arsitektur sistem operasi
Arsitektur sistem operasiArsitektur sistem operasi
Arsitektur sistem operasi
 
Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...
Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...
Sentralisasi Log dan Monitoring Node Pada OpenStack Menggunakan Elastic Stack...
 

Clustering Computer

  • 1. 8. CLUSTERING (PC-CLUSTERING) 8.1 Konsep Cluster 8.1.1 Motivasi 8.1.2 Review SMP 8.1.3 Taxonomy Tron 8.1.4 Benefits of Cluster 8.1.5 Model & Konfigurasi Cluster 8.1.6 Issue: Desain Sistem Operasi 8.1.7 Arsitektur Cluster 8.1.8 Perbandingan dengan SMP 8.1.9 Contoh Cluster: WINNT, SUN, Linux-Beowulf 8.2 Membangun PC-Clustering 8.2.1 Resep untuk sebuah cluster kecil 8.2.2 Comodity Computers 8.2.3 Interkoneksi 8.3.3 Sistem operasi 8.3.4 Library untuk aplikasi paralel 8.3.5 Compiler dan tools yang terkait 8.3.6 Merakit Cluster 8.3.7 Aplikasi Pengolahan Paralel/KK021239 8/1
  • 2. 8.3 Cluster WINNT (Wolfpack) 8.3.1 Motivasi 8.3.2 Aplikasi Target 8.3.3 Model Cluster 8.3.4 Desain dan komponen Wolfpack 8.3.5 Resources dan contoh 8.3.6 Interkoneksi 8.3.7 Tools manajemen cluster 8.3.8 Manajemen aplikasi 8.4 Cluster Linux (Beowulf) 8.4.1 Motivasi 8.4.2 Aplikasi Target 8.4.3 Model dan Arsitektur Cluster Referensi : Pengolahan Paralel/KK021239 8/2
  • 3. 8.1 Konsep Clusters Pengolahan Paralel/KK021239 8/3
  • 4. 8.1.1 Motivasi • Alternatif dari Symmetric Multi-Processor • Kinerja tinggi (high performance) • Ketersediaan tinggi (high availability) • Aplikasi server Definisi • Sekumpulan komputer yang terkoneksi seluruhnya bekerja bersama sebagai satu kesatuan sumber saya atau sistem – Illusinya menjadi satu mesin – Setiap komputer disebut ach “node” Pengolahan Paralel/KK021239 8/4
  • 5. 8.1.2 Review SMP • Komputer “stand alone” dengan karakteristik sbb: – Dua atau lebih prossesor yang mirip dan kemampuan sama/hampir sama – Processors share memori dan I/O yang sama – Processors terkoneksi melalui sebuah bus atau koneksi internal lainnya – Waktu akses memory secara aproksimasi sama u/ setiap processor – Seluruh processors share access ke I/O • Baik melalui channels yang sama atau berbeda menghasilkan “paths” ke devais yang sama – Seluruj processors dapat melakukan fungsi-2 yang sama (sehingga disebut symmetric) – Sistem dikontrol oleh OS yang terintegrasi • Melayani/membantu interaksi antara processors • Interaksi pada level job, task, file dan data element Pengolahan Paralel/KK021239 8/5
  • 6. Keuntungan SMP (review cont’d) • Kinerja – Beberapa job/workdapat dilakukan secara paralel • Availabilitas – karena seluruh processors dapat memalukan fungsi-2 yang sama, kegagalan dari sebuah processor tidak menghambat/menyetop sistem • Peningkatan inkremental (Incremental growth) – User dapat meningkatkan kinerja dengan menambahkan additional processors • Penskalaan (Scaling) – Vendors dapat meingkat range produk berdasarkan pada jumlah processors Pengolahan Paralel/KK021239 8/6
  • 7. Diagram Block Diagram MP terkopel secara kaku dan terikat (Tightly Coupled Multiprocessor) (review cont’d) Pengolahan Paralel/KK021239 8/7
  • 8. 8.1.3 Taxonomy Tron Pengolahan Paralel/KK021239 8/8
  • 9. 8.1.4 Benefits of Clusters • Skalibilitas absolut (absolute scalability) – Dapat mempunyai lusian mesin-mesin yang masing-masing multiprocessor • Incremental scalability – Penambahan sistem-2 baru dengan inkremen yang kecil (small increments) • High availability – Kegagalan satu node tidak berarti “loss of service” • Superior price/performance – Dengan biaya yang jauh lebih murah, Cluster dapat menghasilkan power komputasi yang sama atay lebih tinggi dari riil komputer paralel Pengolahan Paralel/KK021239 8/9
  • 10. 8.1.5. Model dan Konfigurasi Clusters • Server Terpisah – Setiap komputer merupakan sebuah server terpisah – Tidak men- shared disks – Perlu software manajemen atau scheduling – Data harus secara konstan dikopi diantara sistem Pengolahan Paralel/KK021239 8/10
  • 11. Konfigurasi Cluster – Standby Server , No-Shared Disk Pengolahan Paralel/KK021239 8/11
  • 12. 8.1.5. Model dan Konfigurasi Clusters (cont’d) • Tidak men-shared apapun (non-shared) – Mereduksi overhead kommunikasi – Beberapa servers terkoneksi pada disk-disk bersama (common disks) – Disks terpartisi menjadi volume-2 – Setiap volume dimiliki oleh sebuah komputer – Jika sebuah komputer gagal, komputer yang lainnya memperoleh kepemilikan (ownership) volume Pengolahan Paralel/KK021239 8/12
  • 13. 8.1.5. Model dan Konfigurasi Clusters (cont’d) • Shared disk – Multiple computers share disks yang sama pada waktu yang sama – Setiap komputer memiliki akses ke seluruh volume pada seluruh disks Pengolahan Paralel/KK021239 8/13
  • 14. Konfigurasi Cluster - Shared Disk Pengolahan Paralel/KK021239 8/14
  • 15. 8.1.6 Issue: Desain Sistem Operasi • Manajemen kegagalan (Failure management) – “Highly available” cluster menimbulkan suatu probabilitas yang tinggi bhw seluruh resources akan dilayani • Tidak ada jaminan mengenai keadaan dari transaksi yang diekskusi secara parsial, jika kegagalan terjadi – “Fault-tolerant” cluster menjamin dan memastikan bahwa seluruh resources akan selalu tersedia Pengolahan Paralel/KK021239 8/15
  • 16. 8.1.6 Issue: Desain Sistem Operasi (cont’d) • Penyeimbangan beban (Load balancing) – Jika komputer baru ditambahkan ke cluster, fasilitas load-balancing secara otomatis akan memasukan komputer tsb dalam “scheduling” applikasi-aplikasi • Parallelisasi Komputasi – Parallelisasi kompiler – Aplikasi ter-parallel – Perhitungan (computing) parametrik Pengolahan Paralel/KK021239 8/16
  • 17. 8.1.7 Arsitektur Komputer Cluster • Fungsi-2 dan layanan-2 middleware cluster – Single entry point – Single file hierarchy – Single control point – Single virtual networking – Single memory space – Single job-management system Pengolahan Paralel/KK021239 8/17
  • 18. 8.1.7 Arsitektur Komputer Cluster (Cont’d) • Fungsi-2 dan layanan-2 middleware cluster – Single user interface – Single I/O space – Single process space – Checkpointing – Process migration Pengolahan Paralel/KK021239 8/18
  • 19. 8.1.8 Perbandingan dengan SMP • SMP mudah di manage dan dikonfigurasi • SMP menempati ruang yang lebih kecil dan power supply yang lebih kecil • Clusters lebih baik dalam “incremental and absolute scalability” • Clusters avalibilitasnya superior Pengolahan Paralel/KK021239 8/19
  • 20. 8.1.9 Contoh Cluster: Layanan Cluster WINNT • Layanan cluster (cluster Service) – Koleksi software pada setiap node yang mengatur (manages) seluruh aktivitas spesifik-cluster • Resource – Item dimanage oleh layanan cluster • Online – Online pada node jika node menyedia layanan pada node spesifik • Group – Koleksi resources diatur sebagai sebuah unit tunggal (single unit) Pengolahan Paralel/KK021239 8/20
  • 21. Block diagram server cluster WINNT (SHOR97) Pengolahan Paralel/KK021239 8/21
  • 22. 8.1.9 Contoh Cluster: Cluster SUN • Komponen utama – Dukungan komunikasi dan obyek (object and communication support) – Manajemen proses (process management) – Jaringan (networking) – Sistem file terdistribusi global Pengolahan Paralel/KK021239 8/22
  • 23. Struktur cluster SUN Pengolahan Paralel/KK021239 8/23
  • 24. Ekstensi sistem file cluster SUN Pengolahan Paralel/KK021239 8/24
  • 25. 8.1.9 Contoh Cluster: Cluster Linux (Beowulf) • Fitur-fitur utama – Mass market commodity components – Dedicated processors (rather than scavenging cycles from idle workstations) – A dedicated, private network (LAN or WAN or interneted combination) – No custom components – Easy replication from multiple vendors Pengolahan Paralel/KK021239 8/25
  • 26. 8.1.9 Contoh Cluster: Cluster Linux (Beowulf) (cont’d) • Fitur-fitur utama – Scalable I/O – A freely available software base – Using freely available distribution computing tools with minimal changes – Returning the design and improvements to the community Pengolahan Paralel/KK021239 8/26
  • 27. Konfigurasi Beowulf generik Pengolahan Paralel/KK021239 8/27
  • 28. 8.2 Membangun Cluster untuk Komputasi Parallel Pengolahan Paralel/KK021239 8/28
  • 29. Sub-topik • Resep untuk Cluster kecil • Commodity Computers Æ – Pemilihan komponen: Motherboards, Memory and Cache, and Assembly Complete Systems – HINT Benchmarks • Interkoneksi Æ – Myrinet, Gigabit Ethernet, ATM, Fast Ethernet, FDDI, HIPPI – Performance of Commodity Interconnects • Sistem Operasi Æ Linux, FreeBSD, NetBSD, Windows NT, Windows95 • Libraries u/ aplikasi parallel Æ MPICH, PVM, DIPC, ScaLAPACK • Compilers dan Tools terkaitÆ Absoft, GNU, Paralogic, The Portland Group • Merakit Cluster • Contoh aplikasi Pengolahan Paralel/KK021239 8/29
  • 30. 8.2.1 Resep Clusters sederhana: Empat-node Komponen penting: – 4 Pentium II PCs dengan RAM 64MB atau lebih RAM, disk 2GB atau lebih besar, dan drive EIDE CD-ROM – 5 Fast Ethernet Network Interface Cards, misal SMC 9332 EtherPower 10/100 (Empat cards u/ menghubungkan node-2 cluster, dan satu card u/ menghubungkan satu dari node cluster ke sisa lain dari jaringan kita) – 5 “kategory 5" kabel UTP dgn RJ45 – 1 Fast Ethernet (100BASE-Tx) Hub atau Fast Ethernet Switch, misalkan Bay Networks 350T – Linux CD (misal Extreme Linux); – MPICH Pengolahan Paralel/KK021239 8/30
  • 31. 8.2.1 Resep Clusters sederhana (cont’d) • Langkah-langkah: 1. Masukan dua Fast Ethernet NIC ke PC yang akan berfungsi sebagai cluster server dan penghubung ke sisa lain jaringan kita. Masukan satu Fast Ethernet card ke masing-masing tiga PC lainnya 2. Sambungkan empat Category 5 kabel ke Fast Ethernet hub atau switch ke masing-masing PC 3. Sisa kabe Category 5 cable untuk koneksi ke sisa lainnya dalam jaringan 4. Instal Linux pada setiap PC. Juga install GNU C compiler and C libraries pada server – Ketika mengkonfigurasi TCP/IP, disarankan digunakan IP addresses 192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1.3, dan 192.168.1.4 ke PC pertama, kedua, ketiga dan keempat – PC pertama akan menjadi node server – Extra network card pada node server node ditetapkan sebuah IP address oleh institution's network manager. Pengolahan Paralel/KK021239 8/31
  • 32. 8.2.1 Resep Clusters sederhana (cont’d) 5. Dengan Linux pada setiap PC , edit file /etc/hosts pada keempat PC sehingga mengandung baris-baris berikut: – 192.168.1.1 node1 server – 192.168.1.2 node2 – 192.168.1.3 node3 – 192.168.1.4 node4 6. Edit file /etc/hosts.equiv pada keempat PC sehingga mengandung baris-baris berikut • Node1 • Node2 • Node3 • Node4 7. Konfigurasi ini perlu agar devais MPICH's p4 dapat digunakan untuk mengeksekusi suatu aplikasi paralel terdistribusi. Pengolahan Paralel/KK021239 8/32
  • 33. 8.2.1 Resep Clusters sederhana (cont’d) 8. Pada node server node, buatlah sebuah directory /mirror. Konfigurasilan server menjadi sebuah NFS server, dan tambahkan pada /etc/exports baris berikut: /mirror node1(rw) node2(rw) node3(rw) node4(rw) 9. Pada node lainnya, buat directory /mirror. Tambahkan baris berikut pada /etc/fstab: server:/mirror /mirror nfs rw,bg,soft 0 0 Perintah ini akan mengeksport directory /mirror dari server dan mounts directory teb pada masing-2 clients agar distribusi software antara node lebih mudah. 10.Pada node server, install MPICH. Dokumentasi MPICH dapat diperoleh pada pages berikut http://www.mcs.anl.gov/mpi/mpich/docs.html. Pengolahan Paralel/KK021239 8/33
  • 34. 8.2.2 Commodity Computers • Pemilihan komponen-komponen: – Motherboards, Memory and Cache, and Assembly Complete Systems • HINT Benchmarks dari Commodity Systems Pengolahan Paralel/KK021239 8/34
  • 35. HINT Benchmarking HINT Comparison dari Pentium Pro and Pentium II Pengolahan Paralel/KK021239 8/35
  • 36. HINT Benchmarking Perbandingan: Pentium Pro dan Pentium II thp Competive CPUs Pengolahan Paralel/KK021239 8/36
  • 37. HINT Benchmarking Perbandingan antara sistem Multiple-processor Pengolahan Paralel/KK021239 8/37
  • 38. 8.2.3 Interkoneksi • ATM – a switched virtual-circuit technology. – runs at 155Mbps. – memerlukan ATM network interface cards (NICs) – fiber optic atau Category 5 unshielded twisted pair (UTP) copper cables (depending on the selected equipment), dab paling sedikit satu ATM switch u/ interkoneksi. – Cukup mahal dan cenderung latency-nya tinggi jika dibandingkan dengan dgn LAN • FDDI – a token ring fiber optic network Æ runs at 100Mbps. – latency lebih tinggi ketombang Fast Ethernet atau Gigabit Ethernet karena mesikpun beban rendah sebuah stattion harus selalu menunggu “token” sebelum dapat mentransmisi data-nya. – Spt. ATM, cukup mahal dan biasanya tidak digunakan untuk clusters. Pengolahan Paralel/KK021239 8/38
  • 39. 8.2.3 Interkoneksi (cont’d) • Ethernet – a time-tested network technology that has become very cheap but at 10Mbps does not offer much throughput. – The most popular implementation of Ethernet is 10BASE-T – a very cheap cluster, but would be a serious bottleneck for a cluster of modern PCs. • Fast Ethernet – an upgrade of Ethernet that provides 100Mbps transmission speeds. – The most popular implementation is 100BASE-TX – Fast Ethernet network interface cards have become a true commodity item, with prices for high-quality boards – A Fast Ethernet repeater that is used for one of our clusters Pengolahan Paralel/KK021239 8/39
  • 40. 8.2.3 Interkoneksi (cont’d) • Gigabit Ethernet – an up-and-coming technology that has recently been standardized. – Gigabit Ethernet layers the Ethernet media access control protocol (CSMA/CD) over the established ANSI-standard Fibre Channel physical technology with a minor adjustment to increase real data throughput to 1Gbps. – Gigabit Ethernet menghubungkan NICs dengan sebuah Gigabit Ethernet repeater atau switch dgn multimode fiber optic cable. – Packet Engines Æ disebut "full-duplex repeater" yang, spt. full-duplex switch, menghindaris collisions tetapi, spt. repeater hub, “floods” packets ke seluruh ports. – Gigabit Ethernet masih mahal (continue to fall) Pengolahan Paralel/KK021239 8/40
  • 41. 8.2.3 Interkoneksi (cont’d) • Myrinet – Penghubung high performance yang biasa digunakan pada kebanyakan cluster yang lebih mahal. – 1.2Gbps technology yang menggunakan short-distance (10 feet) copper cables u/ menghubungkan NICs ke switches. – Menyediakan low-level messaging melalui protokol-2 yang meningkat latency melalui TCP dengan mereduksi overhead. – Saat ini, Myrinet dan Gigabit Ethernet memerlikan baik PC NICs dan interconnects (hubs/switches) dari a single vendor. Pengolahan Paralel/KK021239 8/41
  • 42. 8.2.3 Interkoneksi (cont’d) Throughput: Ethernet, FDDI, ATM, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, dan Myrinet Pengolahan Paralel/KK021239 8/42
  • 43. 8.2.3 Interkoneksi (cont’d) Latency of Ethernet, FDDI, ATM, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, and Myrinet Pengolahan Paralel/KK021239 8/43
  • 44. 8.2.4 Sistem Operasi Performance of Gigabit Ethernet on Linux, FreeBSD, and NT Pengolahan Paralel/KK021239 8/44
  • 45. 8.2.5 Libraries u/ komputasi Paralel • Message Libraries – MPI • portable standard u/ message-passing libraries • Didesain u/ menyediakan suatu spesifikasi library bersama u/ massively parallel processor vendors. • Aplikasi Parallel yang dikembangkan dgn MPI dapat di running tanpa recoding pada sistem-sistem mulai clusters komputer murah sampai ke superkomputer • Paling sedikit dua implementasi MPI tersedia bebas u/ penggunaan pada cluster: MPICH from Argonne National Labs, and LAM from the University of Notre Dame. – PVM • library lain yang mendukung program parallel pada clusters dan ditargetkan khususnya pada kumpulan heterogen komputer UNIX/Linux. Pengolahan Paralel/KK021239 8/45
  • 46. 8.2.5 Libraries u/ komputasi Paralel (cont’d) • Higher-Level Libraries – ScaLAPACK • sebuah library routine aljabar linier paralel yang beroperasi pada cluster yang menggunakan PVM atau MPI. • Memerlukan instalasi routine aljabar linier LAPACK dan library BLACS u/ komunikasi di dalam program aljabar linier. Pengolahan Paralel/KK021239 8/46
  • 47. 8.2.6 Compiler dan Tools yang terkait • Compiler – GNU compilers – The Portland Group Æ compilers u/ dialek Fortran termasuk FORTRAN77, High Performance Fortran, dan Fortran90. The Portland Group menyediakan compilers baik u/ PCs running Linux maupun supercomputers spt. Cray-T3E. – Absoft Corporation Æ Fortran compilers u/ Linux, Windows NT, dan Power Macintosh systems. • Tools terkait – Various automated parallelization misal BERT77 Æ versi lite digunakan u/ cluster linux Pengolahan Paralel/KK021239 8/47
  • 48. 8.2.7 Merakit Cluster • Server vs Regular Nodes – Karena interkoneksi yang digunakan tampaknya tidak langsung terhubung langsung ke jaringan luar yang lebih besar, maka satu dari node tampaknya memmerluka network card tambahan u/ menghubungkan cluster jika jaringan luar yang lebih besar • Hardware – Add Interconnect Hardware and Test – Place PCs on Shelving – Connect Cables – Test the Shelf of PCs • Software – Install and Configure the Operating System – Install Software – Authorize Users Pengolahan Paralel/KK021239 8/48
  • 49. 8.2.8 Aplikasi • Bidang Computational Science Æ Grand Challenge Problem, mis. – Modeling dan simulasi Iklim/Cuaca – Molecular Dynamics Simulation in material physics and chemistry – Monte Carlo Simulation in Nuclear Physics • Bidang Elektronika,mis. – Desain VLSI • Bidang Penerbangan – Flight Simulator • Dll. Pengolahan Paralel/KK021239 8/49
  • 50. 8.3 Cluster WIN-NT (Wolfpack) Pengolahan Paralel/KK021239 8/50
  • 51. 8.3.1 Motivasi • Memperluas Windows NT dgn memasukan konsep dan fitur cluster • Mudah digunakan, produk market massak • Availabilitas • Manageabilitas • Skalabilitas • Mendukung Æ file/print, web Server termasuk aplikasi pendukungnya sbg fitur dasar • API u/ produk-2 “cluster aware” Pengolahan Paralel/KK021239 8/51
  • 52. 8.3.2 Aplikasi Target • Database servers • E-mail, Groupware, and Productivity Applications • Transaction Processing Servers • Enterprise Applications (i.e.; SAP, CA/ Uni-center) • Internet Web Servers • File and Print Servers Pengolahan Paralel/KK021239 8/52
  • 53. 8.3.3 Model Cluster (tahap awal) • Dua nodes (desain u/ N-node) – Keduanya aktif server (bukan pasif server) • Failover proection u/ aplikasi-aplikasi server • Applikasi-2 secara eksplisit teregister sebagai pendukung • Model storage dual-access – Kedua node dapat mengakses storage, satu server u/ suatu waktu (one node “owns” it) Pengolahan Paralel/KK021239 8/53
  • 54. Konfigurasi model Pengolahan Paralel/KK021239 8/54
  • 55. 8.3.4 Desain dan Komponen • Memisahkan layanan ketimbang modiifikasi NT Kernel – Tidak mengganggu sistem dasar (base system) – Lebih u/ didesain dan didebug – Slight performance dan biaya ruang (space cost) • Shared nothing – Konfigirasi HW disederhanakanSimplified hardware configuration – No shared file system • Tools administratif yang sangat powerful • Aplikasi-2 harus dapat di transaksikan Pengolahan Paralel/KK021239 8/55
  • 56. Model & Komponen (cont’d) Pengolahan Paralel/KK021239 8/56
  • 57. 8.3.5 Resources • Komponen yg menyediakan layanan dari clients ke sebuah client • Lingkungan server environment spt: – physical disks, – processes, databases, – IP addresses, etc. … • Dimanage oleh cluster sbg obyek-2 Opaque • Online on satu node pada suatu waktu • Dapat berpindah satu sistem pd cluster ke sistem lain dalam cluster Pengolahan Paralel/KK021239 8/57
  • 58. Kebergantungan Resources • Resources bisa tergantung pada resources yg lain • Suatu resource di-online –kan jika beberapa resources bergantung padanya • Sebaliknya di-offline-kan, jika tidak resources lain bergantung padanya • Seluruh “dependent resources” akan failover bersama dan berada dalam grup yang sama Pengolahan Paralel/KK021239 8/58
  • 59. Resources Properties - Resource Type - Group Membership - Poll intervals - Possible Nodes - Looks Alive - Restart Policy - IsAlive - Dependencies - Private resource data - Unique identifier - Hardware binding Pengolahan Paralel/KK021239 8/59
  • 60. Resources DLLs • Run pd proses monitor resource • Kode spesifik resource yg mengizinkan SW-cluster u/ manage sebuiah resource • Resource DLLs disediakan oleh Microsoft sbg fitur dasar (base features) • Penulisan yang mudah u/ meng-create aplikasi atau devais terkait/mendukung cluster Pengolahan Paralel/KK021239 8/60
  • 61. Resources DLL API’s Pengolahan Paralel/KK021239 8/61
  • 62. Resources DLL API’s: Fungsi-Fungsi ♦ Startup ♦ Open ♦ Arbitrate ♦ Close ♦ Release ♦ Online ♦ ResourceControl ♦ Offline ♦ ResourceTypeControl ♦ Terminate ♦ Create ♦ LooksAlive ♦ Delete ♦ IsAlive Pengolahan Paralel/KK021239 8/62
  • 63. Contoh Grup Pengolahan Paralel/KK021239 8/63
  • 64. 8.3.6 Interkoneksi • Komunikasi Node-to-Node • Komunikasi layanan cluster ke resources • Komunikasi aplikasi ke layanan cluster Pengolahan Paralel/KK021239 8/64
  • 65. Node-to-node ♦ Layanan cluster berkomunikasi satu sama lain each other ♦ Notifikasi keepalive ♦ Keadaan resource mengubah broadcasts atomik ♦ Perintah intra-cluster Pengolahan Paralel/KK021239 8/65
  • 66. Aplikasi ke layanan cluster Pengolahan Paralel/KK021239 8/66
  • 67. 8.3.7 Tools Manajemen Cluster • Administrator cluster – Memonitor dan memanage cluster • Modifikasi-s minor thp tools yang ada – Monitor kinerja § Menambah kemampuan u/ memperhatikan keseluruhan cluster – Administrator disk § Meningkat pemahaman akan “shared disks” – Event logger § “Broadcast events” ke seluruh nodes Pengolahan Paralel/KK021239 8/67
  • 68. 8.3.8 Manajemen Aplikasi • Banyak aplikasi berfungsi tanpa suatu modifikasi – Dukuangan layanan-2 dan aplikasi-2 generik – Tools mengkonfigurasinya ke Wolfpack • Dukungan yang mudah dari aplikasi lain applications – Wizard u/ meng-create suatu “resource DLL” – Wizard u/ meng-create ekstensi-2 administrator Pengolahan Paralel/KK021239 8/68
  • 69. CLUSAPI ♦ Manajemen cluster ♦ Manajemen node cluster ♦ Manajemen resource cluster ♦ Database konfigurasi cluster Pengolahan Paralel/KK021239 8/69
  • 70. Manajemen Cluster (cont’d) ♦ Mendapatkan dan berkomunkasi dgn cluster ♦ Properti-2 query/set ♦ Enumerate obyek-2 cluster – Nodes – Groups – Resources and Resource Types ♦ Notifikasi “event cluster” – Node state & property changes – Group state & property changes Pengolahan Paralel/KK021239 8/70
  • 71. 8.4 Cluster Linux (Beowulf) Pengolahan Paralel/KK021239 8/71
  • 72. 8.4.1 Motivasi • Sistem komputer parallel Æ sangat mahal • Digunakan terbatas Æ dept. pertahanan dan lembaga riset • Penggunan dan pemrogramannya cukup sulit Æ perlu skill khusus dan memahami pengetahuan mengenai arsitiktur unik dari setiap mesin SOLUSI masalah di atasÆ clustering Pioner/pelopor clustering Æ ilmuwan NASA yang terlibat Beowulf Project Pengolahan Paralel/KK021239 8/72
  • 73. 8.4.1 Motivasi (cont’d) • Beowulf project (http://www.beowulf.org/): – Dimulai 1994 di NASA's Goddard Space Flight Center, – Menggunakan Linux dan SW open-source lainnya yang running pada PC tua dan tentunya murah. – Mendobrak pintu bagi komputasi cluster performansi tinggi dan biaya murah. – Disamping, standards dan tools tlh dikembangkan u/ sistem komputer paralel memori terdistribusi sedemikian, sehingga memudahkan programmmer u/ mengembangkan aplikasi komputer yang “scalable dan “portable” – Pile of PC (POP) • Karena murah Æ banyak universitas, lembaga riset, busines mengembangkan/membangun PC-clustering Pengolahan Paralel/KK021239 8/73
  • 74. 8.4.2 Aplikasi Target • Komputasi Paralel Æ High performance paralel computing (scientific computation/computational science) Pengolahan Paralel/KK021239 8/74
  • 75. 8.4.3 Model dan Arsitektur Cluster • 16 Node dgn OS-Linux ¾ Intel DX4 microprocessors at 100MHz ¾ SiS471 chipset ¾ 256K asynchronous cache ¾ 16MB 60ns RAM ¾ 540MB IDE disk ¾ dual 10Mbps NICs (Network Interface Cards) • Topology jaringan (software routed network) Pengolahan Paralel/KK021239 8/75
  • 76. 8.4.4 Sistem Software • Berbasis Linux Æ Message Passing – Teknik yang berbeda dapat digunakan u/ pada Beowulf cluster atau paltform komputer paralel lainnya termasuk • Threads atau Inter-Process Communication (IPC) pd sebuah node tunggal dengan MP, atau a single node with multiple processors, atau • TCP sockets, • Remote Procedure Calls (RPCs), atau • Penukar message yang kurang sophisticated “files visible” pada multiple nodes. – Tetapi strategi yang mudah dan terbaik adalah menggunakan “software libraries” yang khusus didesain pada komputer paralel. Paling populer Æ PVM (Parallel Virtual Machine) dan MPI (Message Passing Interface). Pengolahan Paralel/KK021239 8/76
  • 77. 8.4.5 Menggunakan MPI • Langkah 1: download dan install library message passing lpada seluruh node. • Langkah 2: setelah instalasi software, mesin dipopulasi dgn list node yang tersedia. • Langkah 3: Check documentation u/ mendapatkan dimana file ini harus diletakkan (reside) • Berikutnya, kita harus familiar dgn sintaks dan semnatik dari penggunan “MPI calls”. • Metode paling umum dari programming aplikasi parallel disebut: Single Program Multiple Data (SPMD). – Jika program yang berbeda dapt ditulis u/ masing-2 yang bekerja single problem secara parallel, SPMD codes lebih mudah u/ ditulis dan dipelihara. Hanya contoh SPMD code akan dipresentasikan disini. Pengolahan Paralel/KK021239 8/77
  • 78. Contoh Program dgn MPI Program 1 Æ "Hello World!" program Æ sbg illustrasi MPI calls dasar yang penting u/ men-startup dan mengakhiri sebuah MPI program. Program 1: hello.c #include <stdio.h> #include "mpi.h" void main(int argc, char **argv) { int me, nprocs, namelen; char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME]; MPI_Init(&argc, &argv); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &nprocs); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &me); MPI_Get_processor_name(processor_name, &namelen); printf("Hello World! I'm process %d of %d on %sn", me, nprocs, processor_name); MPI_Finalize(); } Pengolahan Paralel/KK021239 8/78
  • 79. Keterangan program • MPI_Init() harus di-called dan handed argument command line sehingga lingkungan men-setup secara benar u/ program agar run dgn proses parallel. • MPI_Comm_size() Æ jumlah processes, yang secara subsequent disimpan di nprocs, pada grup kommunikator MPI_COMM_WORLD. – M PI_CO M M_W ORLD Æ sebuah komunikator khusus yang menyatakan communicator seluruh processes tersedia ketika initialisasi. • MPI_Comm_rank() menyediakan jumlah rank atau process (range dari 0 sampai nprocs-1) dari “calling process”. – Rank secara subsequen disipan pada me. • MPI_Get_processor_name() menyediakan hostname dari node (bukan processor individual) yang digunakan, disimpan pada processor_name, panjang hostname disimpan di namelen Pengolahan Paralel/KK021239 8/79