基于Linux的PC集群系统的研究与实现

摘要

在计算机技术已经进入高速网络时代的今天，客户／服务器模型以其简单、易管理和易维护的优点，在网络上被大量采用，单一的服务器已经难以满足高性能计算的要求，为此，人们想到了用普通的PC通过某种方式组织起来，成为一个具有高性能计算能力的服务器，这种服务器就叫集群。集群不仅价格低廉，而且使用方便，对软硬件设备要求非常低，是替代昂贵的超级计算机的最好选择。 基于以上出发点，本文先对集群的各种关键技术做了深入的研究和探讨，并利用实验室现有的软硬件资源，实现了一个主从模式的基于Linux平台的高性能集群系统。实验表明，这个集群系统不仅具有灵活的作业管理系统，还有较强的负载平衡能力，能够高效地调度用户提交的作业，在较短的时间内将结果返回给用户。本文所做的主要工作如下： (1)研究了国内外经典集群系统，以及集群系统的作业管理方式，负载均衡算法和任务调度算法； (2)对Linux的Kernel 2.6内核源代码进行了深入分析，包括其进程间通信、系统调用函数、／proc文件系统等； (3)实现了一个基于LinuX的PC集群系统，它不依赖于任何现成的并行编程环境，可以高效处理用户提交的并行作业； (4)实现了灵活的作业管理模式，主服务器管理主任务，从服务器管理子任务： (5)实现了动态负载均衡机制，能够根据各个从服务器的静态和动态负载信息计算出综合负载和权值，具有相当的可靠性； (6)实现了动态的调度算法-加权最小连接调度算法，具有很好的负载平衡能力； (7)在系统的容错性和可伸缩性方面作了一定的工作，使系统具有一定的健壮性。 (8)针对综合负载计算开销对集群的影响和调度算法对集群的影响作了相关试验，证明了系统设计的可行性。

目录

文摘

英文文摘

1引言

2集群相关知识概述

3 Linux内核分析

4 PC集群系统的设计与实现

5集群性能测试和分析

6结论和展望

参考文献

作者研究生期间的科研成果简介

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致谢