Grundlegendes zu HPC Cluster-Netzwerktopologien
Microsoft HPC Pack unterstützt fünf Clustertopologien, die für eine breite Palette von Benutzeranforderungen und Leistungs-, Skalierungs- und Zugriffsanforderungen ausgelegt sind. Diese Topologien unterscheiden sich davon, wie die Knoten im Cluster miteinander und mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden sind.
In diesem Thema:
HPC-Clusternetzwerke
In der folgenden Tabelle sind die Netzwerke aufgeführt und beschrieben, mit denen die Knoten in einem HPC-Cluster verbunden werden können.
| Netzwerkname | Beschreibung |
|---|---|
| Unternehmensnetzwerk | Ein Organisationsnetzwerk, das mit dem Kopfknoten verbunden ist, und in einigen Fällen mit anderen Knoten im Cluster. Das Unternehmensnetzwerk ist häufig das öffentliche oder Organisationsnetzwerk, bei dem sich die meisten Benutzer anmelden, um ihre Arbeit auszuführen. Der gesamte Intraclusterverwaltungs- und Bereitstellungsdatenverkehr wird im Unternehmensnetzwerk übertragen, es sei denn, ein privates Netzwerk und ein optionales Anwendungsnetzwerk verbinden auch die Clusterknoten. |
| Privates Netzwerk | Ein dediziertes Netzwerk, das die Intraclusterkommunikation zwischen Knoten trägt. Dieses Netzwerk, sofern vorhanden, trägt Verwaltungs-, Bereitstellungs- und Anwendungsdatenverkehr, wenn kein Anwendungsnetzwerk vorhanden ist. |
| Anwendungsnetzwerk | Ein dediziertes Netzwerk, vorzugsweise mit hohem Durchsatz und geringer Latenz. Dieses Netzwerk wird normalerweise für die parallele Nachrichtenübergabeschnittstelle (MPI)-Anwendungskommunikation zwischen Clusterknoten verwendet. |
Clustertopologien
In der folgenden Tabelle sind die fünf Clusternetzwerktopologien aufgeführt, die von HPC Pack unterstützt werden.
| Topologie | Beschreibung |
|---|---|
| 1. In einem privaten Netzwerk isolierte Computeknoten | – Netzwerkdatenverkehr zwischen Computeknoten und Ressourcen im Unternehmensnetzwerk (z. B. Datenbanken und Dateiserver) durchlaufen den Kopfknoten. Je nach Datenverkehrsmenge kann sich dies auf die Clusterleistung auswirken. - Das private Netzwerk trägt die gesamte Kommunikation zwischen dem Kopfknoten und den Computeknoten, einschließlich Bereitstellung, Verwaltung und Anwendungsdatenverkehr (z. B. MPI-Kommunikation). - Ein möglicher Nachteil besteht darin, dass Computeknoten nicht direkt von Benutzern im Unternehmensnetzwerk zugänglich sind. Dies hat Auswirkungen beim Entwickeln und Debuggen paralleler Anwendungen für die Verwendung im Cluster. |
| 2. Alle Knoten in Unternehmens- und privaten Netzwerken | – Die Kommunikation zwischen Knoten, einschließlich Bereitstellung, Verwaltung und Anwendungsdatenverkehr, wird im privaten Netzwerk übertragen. – Der Datenverkehr aus dem Unternehmensnetzwerk kann direkt an einen Computeknoten weitergeleitet werden. - Diese Topologie eignet sich gut für die Entwicklung und das Debuggen von Anwendungen, da alle Computeknoten mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden sind. – Diese Topologie bietet Benutzern im Unternehmensnetzwerk auch direkten Zugriff auf Computeknoten. – Diese Topologie bietet Computeknoten mit schnellerem Zugriff auf Unternehmensnetzwerkressourcen. |
| 3. Computeknoten isoliert in privaten und Anwendungsnetzwerken | – Das private Netzwerk trägt die Bereitstellungs- und Verwaltungskommunikation zwischen dem Kopfknoten und den Computeknoten. Dies bietet eine konsistentere Clusterleistung, da die Intraclusterkommunikation in ein privates Netzwerk geleitet wird, während die Anwendungskommunikation in einem separaten, isolierten Netzwerk weitergeleitet wird. - MPI-Aufträge, die auf dem Cluster ausgeführt werden, verwenden das hochleistungsreiche Anwendungsnetzwerk für die knotenübergreifende Kommunikation. - Ein möglicher Nachteil besteht darin, dass Computeknoten nicht direkt von Benutzern im Unternehmensnetzwerk zugänglich sind. Dies hat Auswirkungen beim Entwickeln und Debuggen paralleler Anwendungen für die Verwendung im Cluster. |
| 4. Alle Knoten in Unternehmens-, privaten und Anwendungsnetzwerken | – Das private Netzwerk trägt die Bereitstellungs- und Verwaltungskommunikation zwischen dem Kopfknoten und den Computeknoten. - MPI-Aufträge, die auf dem Cluster ausgeführt werden, verwenden das hochleistungsreiche Anwendungsnetzwerk für die knotenübergreifende Kommunikation. – Der Datenverkehr aus dem Unternehmensnetzwerk kann direkt an einen Computeknoten weitergeleitet werden. - Diese Topologie eignet sich gut für die Entwicklung und das Debuggen von Anwendungen, da alle Computeknoten mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden sind. – Diese Topologie bietet Benutzern im Unternehmensnetzwerk direkten Zugriff auf Computeknoten. – Diese Topologie bietet Computeknoten mit direktem Zugriff auf Unternehmensnetzwerkressourcen. |
| 5. Alle Knoten nur in einem Unternehmensnetzwerk | - Der gesamte Datenverkehr, einschließlich Unternehmens-, Cluster- und Anwendungsdatenverkehr, wird über das Unternehmensnetzwerk übertragen. – Diese Topologie bietet Benutzern im Unternehmensnetzwerk direkten Zugriff auf Computeknoten. – Diese Topologie bietet Computeknoten mit direktem Zugriff auf Unternehmensnetzwerkressourcen. - Diese Topologie eignet sich gut für die Entwicklung und das Debuggen von Anwendungen, da alle Clusterknoten mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden sind. - Da alle Knoten nur mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden sind, können Sie die Bereitstellungstools in HPC Pack nicht verwenden, um Knoten von Bare Metal oder über iSCSI bereitzustellen. |
Verbinden von Brokerknoten, Arbeitsstationsknoten oder nicht verwalteten Serverknoten
Wenn Sie Ihrem Cluster Brokerknoten, Arbeitsstationsknoten oder nicht verwaltete Serverknoten hinzufügen möchten, müssen Sie eine Netzwerktopologie auswählen, die mit dem Typ von Aufträgen und Diensten funktioniert, die diese beiden Knotentypen ausführen. Außerdem müssen Sie die Knoten mit den HPC-Netzwerken der ausgewählten Topologie verbinden, sodass sie mit allen Knoten kommunizieren können, mit denen sie interagieren müssen.
Anmerkung
Nicht verwaltete Serverknoten werden ab HPC Pack 2008 R2 mit Service Pack 3 (SP3) unterstützt.
Beispielsweise müssen Brokerknoten mit dem Netzwerk verbunden sein, in dem die Clients, die dienstorientierte Architektursitzungen (SOA) starten, verbunden sind (in der Regel das Unternehmensnetzwerk) und mit dem Netzwerk, in dem die Computeknoten, die die SOA-Dienste ausführen, verbunden sind (wenn sich das Netzwerk unterscheidet, in dem die Clients verbunden sind). In den meisten Fällen wird die Arbeit von Brokerknoten effizienter, da die gesamte Kommunikation zwischen den Brokerknoten und den Clients, die SOA-Sitzungen starten, nicht über das Unternehmensnetzwerk erfolgen muss, da in den meisten Organisationen die Kommunikation zwischen den Brokerknoten und den Clients, die SOA-Sitzungen starten, nicht über das Unternehmensnetzwerk erfolgen muss.
Bei Arbeitsstationsknoten und nicht verwalteten Serverknoten ist Topologie 5 (alle Knoten in einem Unternehmensnetzwerk) die empfohlene Topologie, da in dieser Topologie die Knoten (normalerweise bereits mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden) mit allen anderen Knotentypen im Cluster kommunizieren können. Obwohl andere Topologien für Arbeitsstationsknoten und nicht verwaltete Serverknoten unterstützt werden, gibt es je nach Typ und Umfang der aufträge, die Sie ausführen möchten, möglicherweise wichtige Einschränkungen, die Sie berücksichtigen müssen. Wenn Sie beispielsweise Topologie 1 (Computeknoten isoliert in einem privaten Netzwerk) oder Topologie 3 (Computeknoten isoliert in privaten und Anwendungsnetzwerken) auswählen und Arbeitsstationsknoten bereits mit dem Unternehmensnetzwerk verbunden sind, ist die Kommunikation zwischen Computeknoten und Arbeitsstationsknoten nicht möglich.
Ausführliche Informationen zu Netzwerktopologien sowie Informationen zu erweiterten Netzwerkkonfigurationen finden Sie unter HPC Cluster Networking.