Das Linux-Cluster-Projekt für die WDR-Computernacht

Am 5./6. Dezember 1998 findet im Heinz Nixdorf MuseumsForum (HNF) in Paderborn zwischen 23.45 Uhr und 6:00 morgens die WDR-ComputerNacht statt. Diese wird anläßlich der 250. Jubiläumssendung des WDR-Computerclubs veranstaltet und soll ein repräsentatives Schaufenster gegenwärtiger und zukünftiger Entwicklungen im gesamten Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie sein. Gleichzeitig wird dem Fernsehpublikum ein Rückblick auf 250 Sendungen WDR Computerclub gegeben. Die Dauerausstellung des HNF mit seiner Zeitreise durch 5000 Jahre Informationsgeschichte bildet dabei den würdigen Rahmen dieser Veranstaltung, die über Fernsehen, Streaming-Video und Funk weltweit übertragen wird. Neben verschiedenen live ausgestrahlten Podiumsdiskussionen (Jahr 2000, E-Commerce, Internet,...) finden viele weitere Aktivitäten statt (Videokonferenzen, Auditorium mit Vorträgen und Präsentationen, Computerdisco, Spieleinseln und sonstige Unterhaltung, historische Dauerausstellung, MuseumsShop,...).

High-Tech made in Germany

Um das Innovationspotential der Linux-Gemeinde zu illustrieren, wurde vom deutschsprachigen Linux-Magazin nach einer Anfrage durch den Westdeutschen Rundfunk Köln das Linux-Cluster-Projekt ins Leben gerufen. Dieses wird in Zusammenarbeit mit diversen Firmen und den deutschsprachigen Linux User Groups unter der technischen Leitung von Sebastian Hetze (LunetIX) realisiert. Geplant ist ein Supercomputer mit 512 Rechnern, die über ein Hochleistungsnetzwerk miteinander verbunden sind. Das Projekt wurde zudem beim Guinness Buch der Rekorde angemeldet und verspricht eines der High-Lights der WDR-ComputerNacht zu werden. Es handelt sich insgesamt um eine bedeutende technische Herausforderung, die interessierten Firmen die Mitarbeit an einem medienwirksamen Projekt garantiert. Diese werden auch auf der Homepage des Linux-Magazins und in einer der nachfolgenden gedruckten Ausgaben namentlich erwähnt.

Infrastruktur

Das Heinz Nixdorf MueumsForum (HNF) in Paderborn ist dem im Jahre 1986 verstorbenen Computerpionier Heinz Nixdorf gewidmet. Es wurde im Oktober 1996 durch den damaligen Bundeskanzler Helmut Kohl als weltgrößtes Computermuseum eröffnet und stellt auf einer Fläche von 6000 qm in 60 Themenbereichen über 1000 Objekte der Technikgeschichte aus. Speziell für das Cluster-Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem HFN an der gegenüberliegenden Universität ein großflächiger Raum organisiert, der vom HFN technisch überwacht wird (Feuerwehr, Stromversorgung,...). In den sensitiven Bereich werden maximal 40 Leute zugelassen, die am Samstag den 5. Dezember die im Vorfeld installierten und getesteten Rechner anschließen und Betrieb nehmen werden.

Hardware

Ein Aufruf an alle Deutschsprachigen Linux-User Groups (ca. 70 an der Zahl) zeigte schon wenige Tage nach der Veröffentlichung erste Erfolge und täglich werden neue Rechner über das Webformular unter http://www.klammeraffe.org/~majordomo/cluster/anmeldung.html angemeldet. Auf Firmen können sich mit größeren Hardware-Kontingenten an der Aktion beteiligen, wobei die Netzwerk-Technologie von zentraler Bedeutung ist. Willkommen sind aber auch ein Kleinteile wie Patch-Kabel, um die Organisation zu vereinfachen. Alle Rechner müssen einige Mindestvoraussetzungen erfüllen (mind. Pentium-Rechner mit 100 MB Ethernetkarte,..) und im Vorfeld mit einer Mini-Linux-Distribution bespielt werden, die vom Organisationsteam zusammengestellt wird.

Software

In der Kürze der Zeit ist es nicht möglich eine speziell angepasste Software für dieses Projekt zu entwickeln oder tagelange Berechnungen auf dem Rechnerverbund durchzuführen. Nichtsdestotrotz bildet der Linux-Cluster ein ideales Testfeld für universitäre Forschungsprojekte der nächsten Generation in diesem Bereich. Interessant ist vor allem die Belastbarkeit und der Durchsatz des Netzwerks. Geplant sind medienwirksame Filmsequenzberechnungen, die sich schon mit einem wesentlich kleineren Rechnerverbund bei der Titanic Filmproduktion bewährt haben. Andere Projekte werden derzeit von einem Anwendungsteam erarbeitet.

Details des Netzwerks

Die Kommunikation der Knoten wird auf FastEthernet-Anschlüssen (100base-TX) der einzelnen Rechner basieren. Auf der ersten Ebene werden die Knoten mit leistungsfähigen Switches vernetzt, die je 36 bis 48 100MBit-Ports blockierungsfrei bedienen und zusätzlich mindestens mit 2 Gigabit Uplinks ausgestattet sind. Die so entstehenden Switchdomains werden mit Gigabit-Glasfaser in einem Hochleistungsswitch zusammengeführt. Zusätzlich zu den Knoten wird ein Server mit Gigabit-Ethernet in das Netz eingebunden.

Die geplante Netzwerktopologie erlaubt es den Knoten einer Switchdomain, blockierungsfrei mit der vollen Bandbreite mit allen Knoten der selben Switchdomain zu kommunizieren. Die Latenz wird bei ca. 15 usec liegen. Verbindungen zwischen den Switchdomains sind theoretisch 2- bis 3-Fach überbelegt, die Latenz steigt auf ca. 30 bis 100 usec. Durch softwareseitige Präferenz von Verbindungen innerhalb einer Switchdomain kann die Flaschenhalswirkung der Backbone-Vernetzung vermieden werden. Alle Knoten des Clusters werden sich in einem einzigen Class-B Netz befinden.

Arbeitsgruppen

In der ersten Planungsphase haben sich etwas ein halbes Dutzend Teams mit eigenen Mailinglisten herausgebildet, die verschiedene Aspekte des Gesamtprojekts genauer erarbeiten. Ein zusätzliches Treffen der Hauptakteure im Vorfeld ist geplant. Am Freitag den 4. Dezember wird die Netzwerk-Mannschaft entsprechende Vorbereitungen in Paderborn treffen, um am darauf folgenden Samstag einen reibungslosen Aufbau zu ermöglichen.

Der Cluster in den Medien

Ein Fernsehteam wird voraussichtlich die Vorbereitungen den ganzen Tag über aufzeichnen und auch diverse Interviews mit den Beteiligten führen. Eine eigene Cluster-Pressekonferenz bietet zusätzliche Möglichkeiten zur Darstellung der technischen Details bei diesem Projekt. Zudem steht während der ganzen Nacht ein Live-Videostream ins Internet bereit, der freundlicherweise vom WDR zur Verfügung gestellt wurde. Eine genaue Analyse des Projekts wird in diversen Zeitschriften erscheinen.

Spendenkonto

Wer nicht aktiv an der Veranstaltung teilnehmen kann, hat trotzdem die Möglichkeit das Projekt durch einen kleinen Spendenbeitrag zu unterstützen. Kleinere aber auch größere Einzahlungen auf folgendes Spendenkonto sind herzlich willkommen

Linux-Magazin Verlag
Raiffeisenbank Feldkirchen
BLZ: 701 693 64
Konto: 100142565
Kennwort: CLUSTER

Weitere Infos

Ansprechpartner

Tom Schwaller ( Tom.Schwaller@linux-magazin.de, Tel: 089 / 99 315 311), Allgemeines
Sebastian Hetze (she@lunetix.de, Tel: 030 / 623 57 87), Technik