Loading article…
Beowulfクラスターは、通常は同一の市販グレードのコンピュータを小規模なローカルエリアネットワークに接続し、処理を共有できるライブラリやプログラムをインストールしたコンピュータ クラスターです。その結果、安価なパーソナルコンピュータハードウェアから高性能な並列コンピューティングクラスターが実現します。[ 1 ]
ベオウルフとは元々、1994年にNASAのトーマス・スターリングとドナルド・ベッカーによって作られた特定のコンピュータを指していた。[ 2 ]彼らはそれを古英語の叙事詩『ベオウルフ』にちなんで名付けた。[ 3 ]
Beowulf クラスターを定義する特定のソフトウェアはありません。コスト削減とカスタマイズの容易化のため、通常はフリーソフトウェアとオープンソースソフトウェアのみが使用されます。ほとんどの Beowulf クラスターは、 BSD、Linux、SolarisなどのUnix 系オペレーティングシステムで動作します。一般的に使用される並列処理ライブラリには、メッセージパッシングインターフェース(MPI) と並列仮想マシン(PVM) があります。これらを使用すると、プログラマはネットワーク接続されたコンピュータのグループ間でタスクを分割し、処理結果を収集できます。MPI ソフトウェアの例としては、Open MPI やMPICHなどがあります。他にも利用可能な MPI 実装があります。
Beowulfシステムは世界中で運用されており、主に科学計算を支援しています。2017年以降、世界最速スーパーコンピュータのTop500リストに掲載されているすべてのシステムは、BeowulfソフトウェアとLinuxオペレーティングシステムを使用しています。しかし、このレベルのシステムのほとんどは、決して汎用ハードウェアの寄せ集めではありません。ノード（多くはブレードサーバー）、ネットワーク、冷却システムには、カスタム設計が必要となる場合がよくあります。
1998年にLinuxドキュメンテーションプロジェクトの下でJacek RadajewskiとDouglas Eadlineによって公開されたオリジナルの「ハウツー」からのBeowulfクラスターの説明： [ 4 ]
Beowulfは、並列計算に使用できるマルチコンピュータアーキテクチャです。通常、1つのサーバーノードと、イーサネットまたはその他のネットワークで接続された1つ以上のクライアントノードで構成されるシステムです。標準的なイーサネットアダプタやスイッチを備えた、 Unixライクなオペレーティングシステムを実行できるPCなど、汎用ハードウェアコンポーネントを使用して構築されています。カスタムハードウェアコンポーネントは含まれておらず、簡単に再現できます。Beowulfは、FreeBSD、Linux、Solarisなどのオペレーティングシステム、並列仮想マシン（PVM）、メッセージパッシングインターフェース（MPI）などの汎用ソフトウェアも使用します。サーバーノードはクラスタ全体を制御し、クライアントノードにファイルを提供します。また、クラスタのコンソールであり、外部へのゲートウェイでもあります。大規模なBeowulfマシンには、複数のサーバーノードがあり、コンソールや監視ステーションなど、特定のタスク専用のノードが存在する場合があります。ほとんどの場合、Beowulfシステムのクライアントノードは単純で、単純であればあるほど良いです。ノードはサーバーノードによって構成および制御され、指示されたことのみを実行します。ディスクレスクライアント構成では、クライアントノードはサーバーから指示されるまで、自身のIPアドレスや名前さえ知りません。
Beowulfとワークステーションクラスタ（COW）の主な違いの一つは、Beowulfが多数のワークステーションというよりは、単一のマシンのように動作する点です。ほとんどの場合、クライアントノードにはキーボードやモニターがなく、リモートログインまたはシリアルターミナル経由でのみアクセスされます。Beowulfノードは、CPUやメモリモジュールをマザーボードに接続するのと同様に、クラスタに接続できるCPUとメモリのパッケージと考えることができます。
Beowulfは、特別なソフトウェアパッケージでも、新しいネットワークトポロジーでも、最新のカーネルハックでもありません。Beowulfは、コンピュータをクラスタリングして並列仮想スーパーコンピュータを構築する技術です。カーネルの変更、PVMおよびMPIライブラリ、構成ツールなど、Beowulfアーキテクチャを高速化し、構成を容易にし、はるかに使いやすくするソフトウェアパッケージは多数存在しますが、追加のソフトウェアなしで標準的なLinuxディストリビューションを使用してBeowulfクラスのマシンを構築することも可能です。少なくとも
/homeファイルシステムをNFS経由で共有し、リモートシェル（ rsh ）の実行を互いに信頼している2台のネットワーク接続されたコンピュータがあれば、シンプルな2ノードのBeowulfマシンを構築していると言えるでしょう。
2014年現在多くのLinuxディストリビューションと、少なくとも1つのBSDディストリビューションは、Beowulfクラスターの構築用に設計されています。これらには以下が含まれます。
以下の項目は現在メンテナンスされていません。
Knoppixの起動可能なCDとOpenMosixを組み合わせることで、クラスタを構築できます。複雑な設定は不要で、コンピュータは自動的にリンクし、クラスタ内のすべてのCPUとRAMを使用するBeowulfクラスタを形成します。Beowulfクラスタは、ネットワークのオーバーヘッドによってのみ制限されるものの、ほぼ無制限の数のコンピュータに拡張可能です。
Beowulf Cluster のオペレーティングシステムやその他のソフトウェアのプロビジョニングは、Open Source Cluster Application Resources (OSCAR)などのソフトウェアを使用して自動化できます。OSCAR は、クラスタのヘッドノードに標準でインストールされているサポートされている Linux ディストリビューションの上にインストールされます。
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）