Obzirom na nedavna unapređenja klastera u nas, te sve veće zanimanje za računalne klastere, odlučili smo o toj temi pokrenuti niz članaka u kojemu bismo htjeli sustavno prikazati tehnologije, programsku potporu i sve ostalo što stoji iza pojmova klaster i klasterske tehnologije. Ovaj bi članak u tom nizu trebao pružiti temeljne informacije.

Klaster ili grozd (engl. cluster) definira se kao skup zasebnih računala koji pomoću sklopovlja i programske potpore djeluje kao jedinstveno računalo. Pojedinačna računala koja čine klaster nazivaju se čvorovima (engl. node). Čvorovi u klasteru su obično povezani brzom lokalnom mrežom. Korištenjem brze lokalne mreže omogućava se izvođenje usporednih programa čiji potprogrami moraju učestalo komunicirati.

Klasteri su se pojavili 80-tih godina prošlog stoljeća. Osnovni motiv pojave klastera je pronalaženje financijski prihvatljivih alternativa skupim višeprocesorskim superračunalima. Nastanak klastera omogućila je pojava dviju računalnih tehnologija: mikroprocesora i brze lokalne mreže. U tom razdoblju pojavljuju se prvi mikroprocesori čija je snaga bila jednaka velikim mainframeima, a cijena znatno niža. Razvojem mrežnih tehnologija znatno je povećana propusnost te smanjeno kašnjenje u razmjeni podataka. Dodatno, korištenje klastera olakšano je razvojem standarda i alata za razvoj usporednih aplikacija (npr. Message Passing Interface MPI i High Performance Fortran HPF).

Klastere je moguće tipologizirati na više načina. Neke od podjela su:

- prema vlasništvu čvorova

- prema operacijskom sustavu i arhitekturi čvorova

- prema vrsti aplikacija kojima su namijenjeni

- prema načinu izgradnje klastera.

Prema vlasništvu čvorova klasteri se dijele na namjenske (engl. dedicated) i nenamjenske. Kod namjenskih klastera procesorska snaga čvorova koristi se isključivo za potrebe klastera, a u nenamjenskih čvorne se jedinice koriste i u druge svrhe (npr. korisnička računala, računala u učionicama).

Jedan oblik podjele klastera je prema vrsti računalstva tj. aplikacija kojima su namijenjeni: računalstvo visokih performansi (engl. High Performance Computing HPC), računalstvo s velikom propusnošću (engl. High Throughput Computing HTC) i klasteri s visokim stupnjem dostupnosti (engl. High Availability HA clusters).

HPC je za skup aplikacija koje zahtijevaju iznimno veliku računalnu moć. Tipično za HPC su aplikacije intenzivnog usporednog računanja na usko povezanim zadacima i uz razmjenu velike količinu informacija.

HTC je za skup aplikacija koje se sastoje od velikog broja međusobno neovisnih zadataka. Primjer HTC aplikacije je poznati SETI@HOME.

HA klasteri suoni na kojima se izvršavaju aplikacije kao vitalni dio nekoga sustava i koje moraju biti neprestano aktivne. Primjer aplikacija koje zahtijevaju HA su poslužitelji weba, maila i imenički poslužitelji.

Najpoznatija je podjela klastera je prema načinu izgradnje na Beowulf klastere i mreže radnih stanica (engl. Netoworks of Workstations NOW).

Beowulf je način izgradnje klastera kod kojeg su čvorovi podložni potrebama klastera. Čvorovi su umreženi brzom mrežom (npr. gigabitnim ethernetom, Myrinet), a klasteru se pristupa kroz jedan čvor koji se naziva front-end. Beowulf vrsta klastera je prvenstveno namijenjena HPC aplikacijama.

Mreža radnih stanica sastoji se od skupa nenamjenskih računala, tj. računala koja korisnici svakodnevno koriste, a u razdobljima kada su neopterećena koriste se za izvršavanje klasterskih poslova. Taj je oblik klastera prvenstveno namijenjen za HTC aplikacijama.