Cluster

In der Informatik kann sich ein Cluster auf zwei verschiedene Dinge beziehen: 1) eine Gruppe von Sektoren auf einem Speichergerät oder 2) eine Gruppe verbundener Computer.

1) Eine Gruppe von Sektoren

Ein Sektor ist die kleinste Einheit, auf die auf einem Speichergerät wie einer HDD oder SSD zugegriffen werden kann. Ein Cluster oder eine Zuordnungseinheit ist eine Gruppe von Sektoren, die die kleinste Einheit der Speicherplatzzuweisung für eine Datei innerhalb eines Dateisystems bildet. Mit anderen Worten: Die Clustergröße eines Dateisystems ist die kleinste Speicherplatzmenge, die eine Datei auf einem Computer belegen kann.

Die meisten Dateien benötigen eine große Anzahl von Clustern. Das bedeutet, dass die Dateiinhalte auf mehrere Cluster auf dem Laufwerk verteilt sind. Häufig können die Daten in zusammenhängenden Blöcken geschrieben werden, sodass die Dateiinhalte an einem einzigen physischen Ort gespeichert werden. Wenn eine Festplatte jedoch beginnt, sich zu füllen, sind möglicherweise nicht genügend zusammenhängende Cluster verfügbar, um große Dateien in einem einzigen Bereich zu speichern. Stattdessen müssen sie an mehreren Stellen auf der Festplatte geschrieben werden. Dies wird als Fragmentierung bezeichnet und kann die Lese- und Schreibgeschwindigkeit der Festplatte verringern.

2) Eine Gruppe verbundener Computer

Ein Cluster kann sich auch auf eine Gruppe von Rechnern beziehen, die zusammenarbeiten und eine ähnliche Funktion erfüllen. Anders als beim Grid-Computing wird ein Computercluster von einem einzigen Softwareprogramm gesteuert, das alle Computer oder „Knoten“ innerhalb des Clusters verwaltet. Die Knoten arbeiten zusammen, um eine einzelne Aufgabe abzuschließen. Dieser Prozess wird als „parallele Datenverarbeitung“ bezeichnet, da die Knoten Vorgänge gleichzeitig ausführen.

Computercluster können aus zwei Rechnern oder aus Hunderten verbundenen Computern bestehen. Kleine Cluster werden häufig verwendet, um die Leistung von Web- und Online-Gaming-Diensten zu verbessern, indem sie mehrere eingehende Anfragen parallel verarbeiten. Eine Webfarm ist beispielsweise eine Art Cluster, der Websites mit geringer Latenz bereitstellt. Große Cluster können verwendet werden, um wissenschaftliche Berechnungen durchzuführen oder eine große Anzahl komplexer Algorithmen auszuführen. Ein großer Cluster kann beispielsweise verwendet werden, um in jedem Einzelbild eines Animationsfilms Texturen und Beleuchtungseffekte auf 3D-Modelle anzuwenden.