【现货直发】高性能集群计算:结构与系统(第一卷)(英文版) [美]

Ⅰ　Requirements and General Issues　1

  1　Cluster computing at a Glance　3

    1.1　Introduction　3

      1.1.1　Eras of Computing　4

    1.2　Scalable Parallel Computer Architectures　5

    1.3　Towards Low Cost Parallel Computing and Motivations　7

    1.4　Windows of Opportunity　9

    1.5　A Cluster Computer and its Architecture　9

    1.6　Clusters Classifications　11

    1.7　Commodity Components for Clusters　13

      1.7.1　Processors　14

      1.7.2　Memory and Cache　14

      1.7.3　Disk and I/O　15

      1.7.4　System Bus　15

      1.7.5　Cluster Interconnects　16

      1.7.6　Operating Systems　18

    1.8　Network Services/Communication SW　21

    1.9　Cluster Middleware and Single System Image(SSI)　22

      1.9.1　Single System Image Levels/Layers　22

      1.9.2　Single System Image Boundaries　24

      1.9.3　Single System Image Benefits　25

      1.9.4　Middleware Design Goals　26

      1.9.5　Key Services of SSI and Availability Infrastructure　27

   1.10　Resource Management and Scheduling(RMS)　28

   1.11　Programming Environments and Tools　30

    1.11.1　Threads　30

    1.11.2　Message Passing Systems(MPI and PVM)　31

    1.11.3　Distributed Shared Memory (DSM) Systems　31

    1.11.4　Parallel Debuggers and Profilers　32

    1.11.5　Performance Analysis Tools　33

    1.11.6　Cluster Administration Tools　33

  1.12　Cluster Applications　34

  1.13　Representative Cluster Systems　35

    1.13.1　The Berkeley Network Of Workstations(NOW) Project　35

    1.13.2　The High Performance Virtual Machine(HPVM) Project　37

    1.13.3　The Beowulf Project　38

    1.13.4　Solaris MC:A High Performance Operating System for Clusters　39

    1.13.5　A Comparison of the Four Cluster Environments　40

  1.14　Cluster of SMPs(CLUMPS)　41

  1.15　Summary and Conclusions　42

    1.15.1　Hardware and Software Trends　42

    1.15.2　Cluster Technology Trends　43

    1.15.3　Future Cluster Technologies　44

    1.15.4　Final Thoughts　45

  1.16　Bibliography　45

2　Cluster Setup and its Administration　48

  2.1　Introduction　48

  2.2　Setting up the Cluster　49

  2.3　Security　55

  2.4　System Monitoring　59

  2.5　System Tuning　62

  2.6　Bibliography　66

3　Constructing Scalable Services　68

  3.1　Introduction　68

  3.2　Environment　69

  3.3　Resource Sharing　75

  3.4　Resource Sharing Enhanced Locality　80

  3.5　Prototype Implementation and Extension　89

  3.6　Conclusions and Future Study　91

  3.7　Bibliography　92

4　Dependable Clustered Computing　94

  4.1　Introduction　94

  4.2　Two Worlds Converge　96

  4.3　Dependability Concepts　100

  4.4　Cluster Architectures　101

  4.5　Detecting and Masking Faults　106

  4.6　Recovering from Faults　109

  4.7　The Practice of Dependable Clustered Computing　112

  4.8　Bibliography　114

5　Deploying a High Throughput Computing Cluster　116

  5.1　Introduction　116

  5.2　Condor Overview　117

  5.3　Software Development　118

  5.4　System Administration　124

  5.5　Summary　133

  5.6　Bibliography　133

6　Performance Models and Simulation　135

  6.1　Introduction　135

  6.2　New Performance Issue　136

  6.3　A Cost Model for Effective Parallel Computing　140

  6.4　Conclusions　152

  6.5　Bibliography　152

7　Metacomputing: Harnessing Informal Supercomputers　154

  7.1　General Introduction　154

  7.2　The Evolution of Metacomputing　157

  7.3　Metacomputer Design Objectives and Issues　161

  7.4　Metacomputing Projects　166

  7.5　Emerging Metacomputing Environments　181

  7.6　Summary and Conclusions　181

  7.7　Bibliography　184

8　Specifying Resources and Services in Metacomputing Systems　186

  8.1　The Need for Resource Description Tools　186

  8.2　Schemes for Specifying Hardware and Software Resources　187

  8.3　Resource and Service Description(RSD)　190

  8.4　Summary　198

  8.5　Bibliography　199

……

Ⅱ　Networking, Protocols, and I/O　201

  9　High Speed Networks　204

  11　Active Messages　270

  12　Xpress Transport Protocol　301

  13　Congestion Management in ATM Clusters　317

  14　Load Balancing Over Networks　340

  15　Multiple Path Communication　364

  16　Network RAM　383

  17　Distributed Shared Memory　409

  18　Parallel I/O for Clusters: Methodologies and Systems　439

  19　Software RAID and Parallel Filesystems　463

Ⅲ　Process Scheduling, Load Sharing, and Balancing　497

  20　Job and Resource Management Systems　499

  21　Scheduling Parallel Jobs on Clusters　519

  22　Load Sharing and Fault Tolerance Manager　534

  23　Parallel Program Scheduling Techniques　553

  24　Customized Dynamic Load Balancing　579

  25　Mapping and Scheduling on Heterogeneous Systems　605 

Ⅳ　Representative Cluster Systems　621

  26　Beowulf　625

  27　RWC PC Cluster Ⅱ and Score Cluster System Software　646

  28　COMPaS: A Pentium Pro PC-Based SMP Cluster　661

  29　The NanOS Cluster Operating System　682

  30　BSP-Based Adaptive Parallel Processing　702

  31　MARS: An Adaptive Parallel Programming Environment　722

  32　The Gardens Approach to Adaptive Parallel Computing　740

  33　The ParPar System: A Software MPP　754

  34　Pitt Parallel Computer　771

  35　The RS/6000 SP System: A Scalable Parallel Cluster　790

  36　A Scalable and Highly Available Cluster Web Server　811

Index　841

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