Εικονικό cluster υπολογιστών πολλαπλών χρήσεων

• Κύριος συγγραφέας: Κλάδης, Διονύσιος
• Άλλοι συγγραφείς: Kladis, Dionysios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Ενιαία υπολογιστικά σύνολα; Τεχνολογία εικονικών μηχανών; Virtualization; Ovirt use case; HPC virtual machines; Virtual computing clusters

Αυτή η διπλωματική εργασία εστιάζει στο ερώτημα εάν υπάρχει σήμερα η κατάλληλη υποστήριξη από το hardware, ώστε σε χώρους εργασίας μεσαίου ή μεγάλου μεγέθους, που περιλαμβάνουν υπολογιστικές θέσεις εργαζομένων από 20 μηχανές και άνω να χρησιμοποιηθούν οι υπολογιστές αυτών των θέσεων σε πολλαπλούς ρόλους. Δηλαδή εκτός από τερματικές θέσεις εργασίας να ενωθούν σε ένα ενιαίο υπολογιστικό σύνολο (Cluster), ώστε να επιτελέσουν όλες τις άλλες βαριές υπολογιστικές εργασίες και τις κεντρικές υπηρεσίες, που απαιτούνται από την επιχείριση ή τον οργανισμό αποφεύγοντας έτσι δαπανηρές αγορές μεγάλων κεντρικών μηχανών και των συστημάτων υποστήριξής τους. Επομένως οι νέες τεχνολογίες μαζί με τις τεχνικές High Performance Computing (HPC) και με την τεχνολογία εικονικών μηχανών (Virtual Machines-VM), αποτελούν πεδίο διαρκούς έρευνας μέχρι σήμερα. Το πρώτο μισό αυτής της εργασίας παρέχει την ιστορική προοπτική και τα θεωρητικά πλαίσια, που αναπτύχθηκαν πριν από πέντε δεκαετίες από μεγάλες κορυφαίες εταιρείες του χώρου. Επίσης περιγράφουμε παλαιότερες εφαρμογές και συστήματα, που καθόρισαν την ανάπτυξη εικονικών μηχανών καθώς και τις σημερινές τεχνικές HPC. Οιτρέχουσες υλοποιήσεις είναι το συνδυαστικό αποτέλεσμα της θεωρίας και των ιδεών που προκύπτουν από τα προβλήματα που παρουσιάζονται κατά την εφαρμογή αυτών των συστημάτων. Το δεύτερο μισό της εργασίας περιγράφει την διαδικασία και τα βήματα που αναπτύξαμε, για να συνδυάσουμε την τεχνολογία των εικονικών μηχανών με την τεχνική του HPC. Ο τρόπος υλοποίησης «βάζει» τους Hypervisors σε ρόλο γραφικών τερματικών, για ένα από τα εικονικά λειτουργικά συστήματα με σκοπό την χρήση σε κοινόχρηστους χώρους (βιβλιοθήκες, υπολογιστικά εργαστήρια, internet καφέ κλπ) και εργασιακά περιβάλλοντα. Παρουσιάζουμε μια εις βάθος εξήγηση για το πώς συνδυάζονται οι δύο Τεχνολογίες, HPC και εικονικές μηχανές. Εν κατακλείδι συγκρίνουμε αποδόσεις του Cluster εικονικών μηχανών HPC, μέσω των χρόνων εκτέλεσης ενός CPU benchmark: α) χωρίς τη χρήση γραφικής διεπαφής του εικονικού λειτουργικού στον Hypervisor, β) Με χρήση πλήρως αναπτυγμένων όλων των δυνατοτήτων. Η απόδοση της πλατφόρμας του HPC cluster υπολογιστών ελέγχεται συγκρίνοντας τους χρόνους εκτέλεσης. Παρουσιάζεται η λειτουργικότητα του HPC Cluster και η επιτάχυνση επεξεργασίας δεδομένων, κατά την πλήρη αξιοποίηση όλων των δυνατοτήτων των επεξεργαστών στους Hypervisors. Τέλος, εξετάζεται η διαδικασία και τα αποτελέσματα των μετρήσεων καταλήγοντας σε συμπεράσματα και προτείνοντας πιθανές βελτιώσεις αυτών των υλοποιήσεων.