Windows Computer Cluster Server – Wikipedia

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Windows Computer Cluster Server (oft abgekürzt als WCCS) ist ein Betriebssystem von Microsoft, das speziell für High-Performance-Computing (HPC) entwickelt wurde. Es wurde im Jahr 2006 als Teil der Windows Server-Familie veröffentlicht und bot eine Plattform zur Erstellung und Verwaltung von Rechenclustern, die auf parallele Datenverarbeitung und umfangreiche Berechnungen ausgelegt waren. Es markierte Microsofts Einstieg in den HPC-Markt und zielte darauf ab, Unternehmen und Forschungseinrichtungen eine benutzerfreundliche und leistungsstarke Lösung zu bieten.

Windows Computer Cluster Server zeichnet sich durch folgende Hauptfunktionen aus:

Ein integriertes Management-Tool, der sogenannte Cluster Administrator, ermöglicht die einfache Einrichtung, Überwachung und Verwaltung von Clustern. - Unterstützt die dynamische Ressourcenverwaltung und Lastverteilung.

Parallele Verarbeitung

Kompatibilität mit Microsoft Message Passing Interface (MPI) für verteilte Anwendungen. - Unterstützung für Batch-Job-Planung durch das Windows Compute Cluster Job Scheduler.

Windows-Integration

Nahtlose Einbindung in bestehende Microsoft-Technologien wie Active Directory, .NET Framework und SQL Server. - Unterstützung von Windows PowerShell für Skripting und Automatisierung.

Skalierbarkeit

Unterstützung für bis zu mehrere Hundert Knoten, je nach Netzwerk- und Hardwarekonfiguration.

Sicherheitsfeatures

Integrierte Sicherheitsmechanismen wie Benutzerrechteverwaltung und Verschlüsselung über Active Directory.

Entwicklungsumgebung

Vollständige Kompatibilität mit Microsoft Visual Studio zur Entwicklung und Optimierung von HPC-Anwendungen.

Der Windows Computer Cluster Server folgt einer klassischen Master-Worker-Architektur:

• Head Node: Der zentrale Server verwaltet die Jobs, verteilt Aufgaben an die Worker Nodes und überwacht den Clusterstatus.
• Worker Nodes: Diese führen die Rechenaufgaben aus, die vom Head Node verteilt werden.
• Kommunikation: Über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk wie InfiniBand oder Gigabit Ethernet wird die Kommunikation zwischen den Knoten ermöglicht.

Windows Computer Cluster Server fand Anwendung in verschiedenen Bereichen, darunter:

• Wissenschaft: Simulation physikalischer Prozesse, Molekulardynamik und Wettervorhersagen.
• Wirtschaft: Finanzanalysen, Risikoberechnungen und Optimierungsalgorithmen.
• Technologie: Rendering in der Filmindustrie, Verarbeitung großer Datenmengen und maschinelles Lernen.
• Bild- und Signalverarbeitung: Echtzeit-Verarbeitung medizinischer Bilder und Radarüberwachung.

Nach seiner Veröffentlichung wurde Windows Computer Cluster Server durch Windows HPC Server (High Performance Computing Server) abgelöst. Dieser Nachfolger führte neue Funktionen wie verbesserte Fault-Tolerance-Mechanismen, Unterstützung für hybride Cloud-Umgebungen und erweiterte Skalierbarkeit ein.

• x64-basierter Prozessor (Dual-Core oder besser empfohlen).
• Mindestens 512 MB pro Knoten; für große Berechnungen werden 2 GB oder mehr empfohlen.
• 2 GB freier Festplattenspeicher für die Installation (zusätzlicher Speicherplatz je nach Datenvolumen erforderlich).
• Hochgeschwindigkeitsnetzwerk wie Gigabit Ethernet, 10-Gigabit Ethernet oder InfiniBand.
• Betriebssystem, basierend auf Windows Server-Technologie, optimiert für Clusterumgebungen.

Windows Computer Cluster Server war ein wichtiger Schritt in der Demokratisierung von High-Performance-Computing. Es bot eine kosteneffiziente und zugängliche Plattform, die insbesondere für Unternehmen und kleinere Forschungseinrichtungen interessant war. Durch die Integration in bestehende Windows-Ökosysteme konnten Organisationen ohne tiefgreifende HPC-Kenntnisse leistungsstarke Cluster aufbauen.

Trotz seiner Stärken hatte der Windows Computer Cluster Server einige Einschränkungen: - Begrenzte Unterstützung für Nicht-Windows-basierte Knoten. - Weniger anpassbar als offene HPC-Plattformen wie Linux-basierte Cluster. - Höhere Lizenzkosten im Vergleich zu Open-Source-Lösungen.

Die Einführung von Windows Computer Cluster Server etablierte Microsoft im HPC-Markt und ebnete den Weg für zukünftige Innovationen im Bereich der verteilten und parallelen Datenverarbeitung.

• Microsoft Releases Windows Compute Cluster Server 2003, Bringing High-Performance Computing to the Mainstream. In: Stories. 9. Juni 2006, abgerufen am 14. Januar 2023 (amerikanisches Englisch). 
• Windows Compute Cluster Server 2003 and Windows Compute Cluster Edition Operating Systems for IBM System x and BladeCenter blade servers. In: IBM. 15. Januar 2008, abgerufen am 14. Januar 2023 (englisch). 
• Using Microsoft Message Passing Interface - whitepaper. November 2005, archiviert vom Original am 4. Juni 2017; abgerufen am 14. Januar 2023 (englisch).