Di vitale importanza è l'integrazione con i propri applicativi (es. Office). HPC si integra perfettamente con Active Directory ed i nuovi strumenti di gestione (es. Microsoft Sytem Center) e automazione (es. Power Shell). Inoltre, Office System gioverà dell'integrazione fra HPC e gli Office Sharepoint Services rendendo così accessibile alle aziende la potenza del calcolo parallelo. Vediamo allora l'installazione e la prima configurazione di un cluster HPC con Windows Server 2008, nella sua configurazione più semplice: un nodo di gestione del cluster (Head node), due nodi dedicati al calcolo (Compute Node), un domain controller ed una consolle Amministraiva (Figura 1).

Figura 1 - Schema dell'architettura di un cluster HPC con Windows Server 2008

Tutti gli host sono dotati di una sola scheda di rete. In ambito HPC quando si parla di cluster ci si riferisce ai nodi computazionali, cioè server, anche mille o più, dedicati espressamente al calcolo; un cluster di questo tipo non ha niente a che vedere con i cluster di server, a due, quattro o otto nodi, la cui fucontrollanzione è quella di garantire la disponibilità (fault tolerance e high availability) delle applicazioni aziendali mission- critical, quali Microsoft Exchange Server o SQL Server. Pur chiamandosi entrambi cluster hanno funzioni completamente diverse.

L'ARCHITETTURA MICROSOFT HPC
Analizziamo uno per uno i componenti fondamentali che costituiscono l'architettura HPC:

• Head Node - Controlla e gestisce l'intero cluster di nodi computazionali (Compute Node),qui si definiscono i job da assegnare al cluster. Il Job Scheduler utilizza Microsoft SQL Express oppure un database SQL Server 2005 o 2008 esistente. Non è possibile avere più di un head node per cluster. Per risolvere questa criticità è consigliata l'installazione dell'head node su un cluster di server Windows Server 2008 con SQL Server. Un altro importante aspetto dell'architettura HPC è che richiede la presenza di Active Directory: sia l'head node sia i computer node devono essere membri del dominio.

 • Compute Node - Abbiamo istallato sui nodi Windows Server 2008 Enterprise Edition x64.Operativamente l'attività di messa in linea di un Compute node si traduce nella sola installazione del sistema operativo, l'aggiunta del server al dominio Active Directory e l'installazione del Microsoft HPC Pack.Vedremo l'utilizzo dei WDS per l'installazione dei nodi. É prevista una versione HPC di Windows Server 2008 con funzionalità e costi pensati per il computing. Una logica simile a quella che ha portato Microsoft a creare una Web Edition di Windows.

• Domain Controller - Per poter realizzare l'architettura High Power Computing di Microsoft è necessario un dominio Active Directory. L'integrazione con Active Directory permette l'utilizzo dei WDS (Windows Deployment Services), la gestione centralizzata degli account utente e computer e l'utilizzo degli strumenti di monitoring quali Sytem Center Operation Manager.Vedremo in seguito la creazione di un dominio. Sia l'Head Node che i Compute Node devono essere membri del dominio Active Directory.

• Consolle Amministrativa - La Consolle Amministrativa serve alla gestione del cluster HPC; senza la necessità di connettersi interattivamente all'head node per la creazione dei job e l'amministrazione del cluster. Su questa postazione, che deve essere parte del dominio, dovremo installare il Microsoft HPC Pack.

PROCURIAMOCI IL SOFTWARE
Per poter implementare l'architettura HPC occorre scaricare il software direttamente dal sito Microsoft, basta collegarsi all'area connect riservata ai prodotti in fase di testing e prelevare 6001. 16659.070916-1443_amd64fre_ Server_ en-us-KR1SXFRE_EN_DVD.iso (2GB circa) e HPC Pack Beta 1.zip (300MB circa). Per questa operazione è necessario possedere un account Passport (in caso contrario dovremo crearne uno). Una volta avuto accesso all'area Connect dovremo inviare la richiesta di partecipazione al programma di testing di Microsoft Windows HPC Server 2008 Beta. Il processo d'invio richiesta e approvazione è quasi immediato. Se non entriamo a far parte del programma di beta testing non possiamo scaricare tutto il software necessario. Per generare il DVD di installazione di Windows Server 2008 sui vari server è possibile utilizzare DVDBurn.

IL DVD D'INSTALLAZIONE
DVDBurn è presente nel Resource Kit di Windows Server 2003 (scaricabile nell'area download del sito Microsoft) e permette la creazione di DVD di boot partendo da un file ISO. Windows XP consente la creazione di DVD in forma nativa, il problema è che non sono DVD di boot. Una volta installato il Resource Kit basterà lanciare la consolle di comando e posizionarsi nella cartella \program files\Windows Resource Kits\Tools. A questo punto basta digitare il seguente comando: dvdburn e poi INVIO. Un esempio d'uso è il seguente: dvdburn D: c:\6001.16659.070916-1443_amd64fre_Server_en-us-KR1SXFRE_EN_DVD.iso.

CREIAMO L'ARCHIETTTURA
L'installazione di Windows Server 2008, edizione Standard o Enterprise, sui server che compongono l'architettura HPC (sia Head node, sia Compute node) è quella di default; non è richiesta l'installazione e/o la configurazione di ruoli o servizi aggiuntivi a quelli già presenti al termine di una normale installazione di Windows Server 2008. Unica attenzione, disabilitare il Windows Firewall al termine dell'installazione dei server. Nella tabella a destra è riportata la configurazione dei server che costituiscono l'architettura HPC utilizzata. Tutte le operazioni d'installazione del software e configurazione del cluster verranno effettuate utilizzando un account di dominio con privilegi amministrativi (es. EDU\Administrator).

INSTALLARE L'HEAD NODE
Decomprimiamo sul server FI-EDU-HEAD il file HPC Pack Beta 1.zip e lanciamo il file setup.exe. Facciamo clic su Next per avviare l'installazione, accettiamo le condizioni di licenza e facciamo nuovamente clic su Next. Selezioniamo la voce Create New Compute Cluster e facciamo clic su Next. Accettiamo le impostazioni di default e facciamo clic su Next fino ad arrivare alla finestra dove sono elencati tutti i componenti software che devono essere installati sull'head node. Selezioniamo il componente Microsoft .NET Framework 3.0 e clicciamo su Install. Procediamo così anche tutti gli altri componenti elencati (Figura 2).

Figura 2 - Installazione di tutti i software del Compute Cluster Pack sull'Head Node

Terminata l'installazione del componente Compute Cluster Pack clicchiamo su Close per terminare l'installazione sull'head node. Nella tabella a pagina 49 sono riportati i componenti software che devono essere installati sui server componenti il cluster HPC.

LAVORARE CON I COMPUTE NODE
Decomprimiamo sui server FI-EDU-CN01 e FI-EDU-CN02 il file HPC Pack Beta 1.zip e lanciamo, su ciascun nodo, il file setup. exe che troviamo nella cartella che abbiamo decompresso.Nella finestra Select Installation Type selezioniamo Join Existing Compute Cluster e facciamo clic su Next. Inseriamo nel campo Head node name: il nome dell'head node, nel nostro caso FI-EDU-HEAD e facciamo clic su Next. Clicchiamo nuovamente su Next per accettare i valori di default. É visualizzata la finestra Install Required Components.Selezioniamo Microsoft .NET Framework 3.0 e facciamo clic su Install. Completata l'installazione proseguiamo con l'ultimo componente:Microsoft Compute Cluster Pack e poi facciamo clic su Close. Una volta eseguita questa procedura su FIEDU- CN01 e FI-EDU-CN02 possiamo passare alla configurazione del cluster dalla consolle amministrativa su FI-EDU-PC.

LA CONSOLLE AMMINISTRATIVA
Decompattiamo su FI-EDU-PC il file HPC Pack Beta 1.zip e lanciamo il file setup. exe. Nella finestra Select Installation Type selezioniamo Install Client Utilities e facciamo clic su Next fino alla sezione Install Required Components. Selezioniamo Microsoft .NET Framework 3.0 e clicchiamo su Install. Proseguiamo con la procedura fino ad installare l'ultimo componente: Microsoft Compute Cluster Pack. Terminata l'installazione, facciamo clic sul pulsante Close.

CONFIGURAZIONE DEL CLUSTER
Facciamo log-on su FI-EDU-PC e lanciamo la consolle amministrativa da Start -> All Programs -> Microsoft Compute Cluster Pack -> Admin Console. Selezioniamo Another Computer ed inseriamo FIEDU- HEAD come head node, facciamo quindi clic su Finish. A questo punto possiamo iniziare la configurazione del cluster seguendo gli step indicati nella sezione To do list... Facciamo clic sul collegamento Configure Network per avviare il wizard di configurazione (Figura 3).

Figura 3 - Prima configurazione del cluster HPC seguendo la To do list...

Nell'elenco delle opzioni verifichiamo che sia selezionata la voce 5.All nodes on public network e facciamo clic su Next e poi ancora su Next. Dopodiché facciamo clic su Configure. Completata la configurazione facciamo clic su Finish. Continuiamo seguendo la To do list... cliccando su Provide Install Credentials..., compiliamo i vari campi con un account con privilegi amministrativi nel dominio Active Directory. Una volta compilati i vari campi facciamo cluster, così come l'head node, sono registrati con lo stato offline.

PORTIAMO IL CLUSTER ONLINE
Sempre dalla Admin Console facciamo clic sulla sezione Node Management e poi sul nodo All Nodes per visualizzare tutti i nodi del cluster. Portiamo l'head node FIEDU- HEAD on line. Selezioniamo dall'elenco dei nodi, FI-EDU-HEAD e dalla barra dei comandi facciamo clic su Action -> Node -> Take Online. La stessa operazione va ripetuta sui compute node FIEDU- CN01 e FI-EDU-CN02.A questo punto il valore nella colonna node status relativa ai server FI-EDU-HEAD, FI-EDUCN01, FI-EDU-CN02 dovrà essere Online; adesso il nostro cluster HPC è pronto (Figura 4). 

Figura 4 - Consolle amministrativa del cluster HPC dopo l'installazione e la configurazione

Tramite la Admin Console possiamo creare Job da far eseguire al nostro cluster. Un'ultima ed importante nota, il cluster HPC che abbiamo creato può essere utilizzato solo con applicazioni progettate per essere eseguite su un cluster HPC, in caso contrario non potremo beneficiare delle grandi potenzialità della architettura HPC.