高性能计算 为什么 linux

Linux成为超级计算机 *** 作系统最佳选择的功能特性：

1. Linux的模块化特性

门外汉可能认为典型的Linux是由许多很小的基本组件即模块构成的。每个模块执行不同的专门功能。这些基本组件协同工作，让 *** 作系统得以顺畅

运行。Linux的这种模块化特性方便了所有人，无论他们是普通的Linux用户，还是超级计算机管理员——可以改动 *** 作系统，以适合自己的需求。其他的

*** 作系统都无法提供这种程度的定制性，尤其是Windows。因而，可以对Linux进行改动，以便用在超级计算机上，实现专门的目的，尤其是增强性能或

提高能效等。如今，大多数超级计算机都采用了经过改动的Linux内核。

2. Linux内核的通用性

Linux内核具有尽可能强的通用性。这意味着，只要编写单一的源代码，既可以在大型超级计算机上运行，也可以在小型设备、甚至手持装置上运

行。无论是在大型系统上还是在小型系统上，如何使用Linux，这完全取决于用户。也不需要为了可以在更大或更小的系统上运行而对内核进行根本性、重大的

改变。通常来说，Linux内核既可以配置成2MB这么小，也可以配置成1GB或1TB这么大，不需要花很多的时间和很大的精力。

3. 可扩展性

按照定义，可扩展性是指服务器适应更庞大负载的能力。可以直接把可扩展性看成是衡量效率和性能的一个尺度。系统必须具有极高的可扩展性，那样添

加新服务器应该不费吹灰之力。Linux具有极高的可扩展性，因为它能够相当轻松地适应新的、更大的负载。这就是为什么你能发现Linux在超级计算机上

运行，而安卓（使用Linux内核）在手机、冰箱、甚至微波炉上运行！

4. 开源性

Linux是完全开源的自由软件，一整套源代码完全开放。这意味着，超级计算机管理员能够对这款 *** 作系统随意进行定制。此外，万一超级计算机上

出现性能故障或安全漏洞等，管理员可以随时改动代码，以获得最大的性能和最高的安全性（或实现其他任何目的），而不是等专有 *** 作系统公司发布安全补丁。

超级计算机力求实现性能最大化。通常，超级计算机被分配的任务要求以非常高的速度来处理计算任务。相比之下，Windows有众多没有必要的无

关进程，只会拖累超级计算机的性能。不过，由于Windows是专有的 *** 作系统，无法改动代码以消除没有必要的进程。至于Linux，完全可以改动代码，

消除无必要的进程，因而为计算机提升性能。

5. 社区支持

作为开源 *** 作系统，Linux得到了社区的大力支持，这是其他任何一款 *** 作系统所无法比拟的。

6. 成本低

说到像超级计算机这样的庞大设备，成本可能是个大问题。在超级计算机上部署Linux具有成本效益，因为Linux完全不用支付特许使用费。

使用Linux作为 *** 作系统的其他理由是，Linux的网络支持功能很好。添加或删除任何尝试性的网络设备都比较容易。不需要系统重

启！Linux是一款稳定而可靠的 *** 作系统，可以在成本高昂的大型服务器和计算机上运行，没必要担心太多的问题。最后，Linux来得更安全。

集群概念

集群（Cluster）是由两台或多台节点机（服务器）构成的一种松散耦合的计算节点集合，为用户提供网络服务或应用程序(包括数据库、Web服务和文件服务等)的单一客户视图，同时提供接近容错机的故障恢复能力。集群系统一般通过两台或多台节点服务器系统通过相应的硬件及软件互连，每个群集节点都是运行其自己进程的独立服务器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一个单一系统，协同起来向用户提供应用程序、系统资源和数据。除了作为单一系统提供服务，集群系统还具有恢复服务器级故障的能力。集群系统还可通过在集群中继续增加服务器的方式，从内部增加服务器的处理能力，并通过系统级的冗余提供固有的可靠性和可用性。集群计算机按功能和结构可以分成以下几类:

1、 高可用性集群 High-availability (HA) clusters

一般是指当集群中有某个节点失效的情况下，其上的任务会自动转移到其他正常的节点上。还指可以将集群中的某节点进行离线维护再上线，该过程并不影响整个集群的运行。计思想就是要最大限度地减少服务中断时间。这类集群中比较著名的有Turbolinux TurboHA、Heartbeat、Kimberlite等。

2、负载均衡集群 Load balancing clusters

提供和节点个数成正比的负载能力，这种集群很适合提供大访问量的Web服务。负载均衡集群往往也具有一定的高可用性特点。Turbolinux Cluster Server、Linux Virtual Server都属于负载均衡集群。主流架构Nginx+Keepalived（利于动静分离）、LVS+Keepalived。

3、高性能计算集群 High-performance (HPC) clusters

按照计算关联程度的不同，又可以分为两种。一种是任务片方式，要把计算任务分成任务片，再把任务片分配给各节点，在各节点上分别计算后再把结果汇总，生成最终计算结果。另一种是并行计算方式，节点之间在计算过程中大量地交换数据，可以进行具有强耦合关系的计算。这两种超级计算集群分别适用于不同类型的数据处理工作。有了超级计算集群软件，企业利用若干台PC机就可以完成通常只有超级计算机才能完成的计算任务。这类软件有TurbolinuxEnFusion、SCore等。

高可用性集群与负载均衡集群的工作原理不同，适用于不同类型的服务。通常，负载均衡集群适用于提供静态数据的服务，如HTTP服务；而高可用性集群既适用于提供静态数据的服务，如HTTP服务，又适用于提供动态数据的服务，如数据库等。高可用性集群之所以能适用于提供动态数据的服务，是由于节点共享同一存储介质，如RAIDBox。也就是说，在高可用性集群内，每种服务的用户数据只有一份，存储在共用存储设备上，在任一时刻只有一个节点能读写这份数据。

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