El sistema operativo en el servidor central servirá como base para la creación de los directorios o sistemas de archivos para los nodos. Este servidor debe contar con el software para proporcionar los servicios requeridos para el arranque y operación de los nodos con la configuración diskless; ya que es el punto de entrada o front end para los usuarios del cluster, debe estar configurado para permitir la entrada a los usuarios al sistema. Se requiere que cuente con el software de programación paralela, para poder ejecutar los programas creados por los usuarios; y debe contar también con herramientas de desarrollo (editor de texto, compilador, depurador) para que los usuarios puedan desarrollar en el servidor los programas a ejecutar en el cluster.
Uno de los puntos clave para la elección de Linux como sistema operativo para este cluster fue el hecho de que todo el software requerido está disponible para Linux. Algunos de estos componentes de software (herramientas de programación, servicios de archivos e información de red compartida como NFS y NIS, y herramientas para configuración y arranque de estaciones diskless) son elementos que se desarrollaron para permitir que Linux fuera una alternativa viable para su uso en redes tradicionales. Algunos otros componentes fueron desarrollados por el proyecto Beowulf para el fin explícito de tener un cluster basado en Linux. Por ello la elección de Linux es práctica en algunos aspectos y obvia en algunos otros.
De entre las distribuciones de Linux que se pueden utilizar, prácticamente cualquiera incluye el software necesario; aún en caso contrario, obtener el software a través de internet para su instalación es una tarea relativamente sencilla. Para este proyecto se eligió la distribución Red Hat, versión 6.2. Esta elección obedece a varios criterios. Se trata de una de las distribuciones más establecidas de Linux y está disponible de manera gratuita a través de internet. Red Hat cuenta con el sistema de administración de paquetes RPM 3.2; este sistema maneja la instalación y desinstalación automática de software en el sistema, a diferencia de algunas distribuciones que requieren obtener los programas en código fuente, compilarlos e instalarlos manualmente. Si bien para el proyecto se necesita emplear software que sólo está disponible en forma de código fuente, el contar con un administrador de paquetes para el software que esté disponible en esta forma puede ahorrar tiempo y trabajo innecesario, permitiendo enfocar los esfuerzos a tareas más complicadas.
Red Hat Linux cuenta con una rutina de instalación muy sencilla. Para la instalación se requirió instalar una unidad de CD-ROM en el servidor central, que se utiliza únicamente durante la instalación. Se inicia el servidor con un diskette de arranque de Red Hat Linux. Esto inicia el programa de instalación.
El programa presenta tres modalidades de instalación: estación de trabajo, servidor, e instalación personalizada. Se eligió la instalación personalizada para contar con más control sobre el proceso de instalación, en particular respecto a la selección de los paquetes que se van a instalar, y que no es posible en los dos modos de instalación rápida, y a la creación de particiones en el sistema.
Se eligió crear dos particiones principales: una partición pequeña que contendrá el cargador de arranque y el kernel, que se monta bajo el directorio /boot; y una partición que abarca el resto del disco duro y se monta como directorio raíz /. Además se especificó una partición de intercambio (swap), requerida para el funcionamiento del sistema.
El programa de instalación permite seleccionar grupos de paquetes; estos están organizados según la funcionalidad de los paquetes. Para la instalación se eligen los siguientes grupos:
Esto instala la mayoría de los programas y servicios requeridos por el servidor.
A continuación el programa de instalación permite la selección individual de paquetes. Algunos de los paquetes requeridos se incluyen en la distribución Red Hat, sin embargo no se instalan a menos que se seleccionen explícitamente. En este caso se deben agregar los siguientes paquetes:
El programa de instalación ofrece configurar la red, si el sistema cuenta con ella. Esto permite configurar la primera interfaz de red (téngase en mente que el servidor cuenta con dos). La segunda interfaz, correspondiente a la red interna, se debe configurar explícitamente y esto se realiza una vez instalado el sistema.
Para la configuración de la primera interfaz se eligen los datos de acuerdo a la red externa en la que se encuentra el servidor. Para este caso se utilizaron los siguientes datos, según se asignaron al servidor por el administrador de la red externa:
Tras especificar estas opciones el programa de instalación realiza el formateo del disco duro e instala el sistema con la configuración especificada.
Una vez realizada la instalación del sistema, es necesario configurar la segunda interfaz de red. Esta segunda interfaz se denomina eth1 (la primera interfaz que se configuró automáticamente se identifica como eth0).
A fin de que el sistema pueda cargar automáticamente el módulo o manejador correspondiente al hardware de la tarjeta de red, se agrega la siguiente línea en el archivo /etc/conf.modules:
alias eth1 ne2k-pci
Esto asocia el dispositivo eth1 con el manejador de hardware ne2k-pci (que corresponde a la tarjeta de red utilizada), de modo que se cargue el manejador adecuado cuando el sistema lo solicita.
La interfaz eth1 corresponde a la red interna para intercomunicación entre nodos. Ya que esta red está aislada de la red pública, se pueden asignar arbitrariamente los datos, tales como la red a utilizar, rango de direcciones IP, etc.
Arbitrariamente se seleccionó la subred 192.168.10.0 con máscara de subred de 24 bits (255.255.255.0). Esto proporciona 253 direcciones IP utilizables, de la 192.168.10.1 a la 192.168.10.254. Véase que esta subred está dentro de las redes especificadas como ``privadas'', para uso interno, en el RFC 1918 [3]. El uso de estas direcciones para la red interna garantiza que no existirán conflictos al intentar revisar otros sitios de internet; si bien esta característica es importante únicamente para el servidor central, ya que es el único que cuenta con acceso a la red pública.
En el servidor se asigna la dirección 192.168.10.1 a la interfaz eth1. El establecer la configuración de red puede realizarse de dos maneras. Manualmente, y entrando al sistema como superusuario3.3, se deben especificar los siguientes comandos:
# ifconfig eth1 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 # route add -net 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 dev eth1Esto configura la interfaz y agrega una ruta a la subred correspondiente.
Opcionalmente, Red Hat proporciona un mecanismo de configuración automática, donde únicamente se requiere crear un archivo con la información relevante, y el sistema se encarga de levantar la interfaz al momento de iniciar. Para utilizar este mecanismo se requiere crear un archivo /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1 que contenga lo siguiente:
DEVICE=eth1 BOOTPROTO=none IPADDR=192.168.10.1 NETMASK=255.255.255.0 ONBOOT=yes
En el servidor se optó por emplear el segundo mecanismo. De esta manera la red queda configurada tanto para entrada de usuarios por la interfaz eth0 como para la comunicación con los nodos en la interfaz eth1.