Para obter alto desempenho tecnológico, nem sempre é preciso investir em servidores robustos, sofisticados e caros. É possível obter resultados tão eficientes quanto a partir de uma solução conhecida como Cluster.

Cluster é uma tecnologia capaz de fazer com que um grupo de computadores mais simples trabalhem em conjunto, como se fossem uma máquina só.

Ficou curioso? Então continue a leitura pois iremos explicar melhor o conceito de Cluster, as vantagens de utilizá-lo no cotidiano e, ainda, como é o seu funcionamento na prática!

O que é Cluster?

Cluster pode ser traduzido como “agrupar” ou “agrupamento.” É o nome dado a um sistema que relaciona um ou mais computadores para que trabalhem de forma unificada e, assim, entreguem um resultado ou objetivo.

Estas máquinas dividem entre si as tarefas de processamento e as executam de forma simultânea. De maneira geral, o Cluster costuma estar ligado a algumas áreas, como:

• Arquitetura de Computação;
• Redes;
• Computação em Nuvem;
• Banco de Dados;
• Máquinas Virtuais;
• Containers.

Porém, neste artigo, o foco principal é o Cluster Computacional, também conhecido como Cluster de Rede. Ele atua dividindo uma única tarefa entre todos os computadores vinculados a ele.

O mais interessante é que, mesmo enquanto esses computadores compartilham os recursos e unem suas forças, o usuário final não é afetado e, portanto, nem percebe.

O mesmo acontece com o Cluster de Máquinas Virtuais ou Containers. Para o usuário, não faz diferença o que está acontecendo por trás da requisição, desde que ela seja processada adequadamente e entregue no tempo esperado.

Como funciona o Cluster?

Para entender o seu funcionamento, é preciso conhecer a definição de “nó”, que vem do inglês “node”. Esse é o nome dado a cada computador inserido em um Cluster – seja ele virtual ou físico.

Outro termo importante é o Clustering, que se refere às tecnologias ou ferramentas envolvidas com os Clusters.

Esses nodes são interconectados por uma tecnologia de rede, preferencialmente uma que já seja de conhecimento da empresa, pensando na manutenção e controle de custos.

Cada nó desempenha uma função específica e pré-determinada, sendo possível excluir ou adicionar novos nós quando necessário, mesmo com o Cluster em funcionamento. Essas ações não prejudicam o funcionamento do processo, visto que as tarefas são distribuídas automaticamente, sem gerar pane.

Não existe um limite de nodes que podem ser adicionados em um Cluster, o que é benéfico para as empresas que se encontram em expansão.

Existem diversas tecnologias para gerenciamento de Cluster, com destaque para:

1. Apache Mesos: Trata-se de uma ferramenta opensource, ou seja, de código aberto, que disponibiliza uma arquitetura modular, não trabalhando apenas com Clusters físicos;
2. Marathon: Foi a primeira plataforma a fazer a orquestração de containers docker, que automatizam a implementação de aplicativos;
3. Univa Grid Engine: Considerado um dos principais sistemas de gerenciamento utilizado por vários DataCenters;
4. Google Borg: Gerenciador de Cluster de larga escala do Google.

Tipos de Cluster

Existem diversos tipos de Cluster, porém os principais são:

1. Cluster de Alto Desempenho (High Performance Computing Cluster)

Tem como foco principal resolver problemas que necessitam de muito processamento, permitindo entregá-los em um tempo hábil e de forma satisfatória.

Um exemplo de uso é em sistemas utilizados em bibliotecas. Isso porque eles necessitam que seja feita uma análise de uma grande quantidade de dados em um curto espaço de tempo.

2. Cluster de Alta Disponibilidade (High Availability Computing Cluster)

Seu objetivo é manter a aplicação em pleno funcionamento, ou seja, evitar que o sistema pare de funcionar durante o processamento das informações. Para atender esta exigência, o Cluster pode contar com alguns recursos, como:

• Ferramenta de monitoramento para identificação de falha na conexão ou de nós defeituosos;
• Redundância de sistemas;
• Computador substituto para o caso de algum ter problema.

3. Cluster para Balanceamento de Carga (Load Balancing)

Sua missão é dividir as tarefas de forma similar entre os nós. Ou seja, o foco aqui é fazer com que cada computador receba e atenda uma requisição.

Ele pode ser utilizado em várias aplicações, porém é mais comum na internet. Isso porque esse tipo de solução tolera o aumento instantâneo no número de requisições, justamente pela capacidade de distribuir as tarefas entre as máquinas.

É normal, ainda, haver a combinação entre esse tipos. Por exemplo, ter um Cluster montado para que tenha alta disponibilidade e que trabalhe com balanceamento de carga.

Principais vantagens de trabalhar com Cluster

• Menores custos: É mais barato manter um Cluster do que um único supercomputador para desempenhar todas as tarefas. Um node tem um custo bem menor e o Cluster pode ser formado por computadores diferentes entre si.
• Flexibilidade: Sempre que for preciso ampliar a capacidade de um Cluster, basta adicionar um novo nó que, automaticamente, as tarefas são redistribuídas.
• Disponibilidade do serviço: Mesmo que um nó pare de funcionar, os demais poderão suprir a sua ausência.

Para que os Clusters são utilizados?

Existem várias respostas para essa pergunta, pois varia de acordo com o tipo de Cluster utilizado.

Os Clusters de Servidores de Hospedagem de Site, por exemplo, são capazes de fornecer ambientes extremamente rápidos e escaláveis. Eles funcionam como se fosse um único servidor. Além disso, a adição de memória, armazenamento e processamento ao conjunto pode ser realizada de forma rápida e sem levar a interrupções no serviço.

Outro exemplo de utilização são os Serviços de Armazenamento em Nuvem. Trata-se de uma solução bem mais simples e econômica que permite usar vários servidores interconectados.

Uma empresa também pode se beneficiar de Clusters rodando-o em sua rede local. Com isso, consegue usar seus programas do dia a dia com muito mais rapidez e agilidade.

Imagine, por exemplo, um call center usando um Cluster. Além dele oferecer poder e escalabilidade a custos mais acessíveis, a empresa pode adicionar computadores ou máquinas virtuais conforme a necessidade surgir. E tudo isso sem causar interrupção no serviço.

Deu para entender melhor o funcionamento de um Cluster? Para se aprofundar ainda mais sobre o assunto, corre para o Código Fonte TV e veja o vídeo completo que a galera publicou sobre o assunto!

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