[发明专利]大规模计算机集群系统节点的自动化快速部署方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机集群技术领域，具体地说是一种大规模计算机集群系统节点的自动化快速部署方法。

背景技术

高性能集群计算系统目前应用非常广泛，集群的规模也在不断扩大，在集群的构建和运行期间，集群大量节点上操作系统和应用软件包的人工重复安装和升级会成为一项艰巨的任务。

在本发明以前的现有技术中，一般以手动或ghost（Symantec公司开发的硬盘复制软件）硬盘刻录或NFS（net file system，网络文件系统）共享网络安装方法来部署操作系统和应用软件。手动方法以光盘方式，安装每个节点会耗费大量的时间和人力，并且节点的配置过程非常繁琐，很容易出错。在构建集群的工程实践中常用的方法是ghost硬盘刻录的方法，这种方法需要对被安装节点的硬盘进行拆卸，并且要求目标磁盘与源磁盘大小相同；或者是NFS共享网络安装法，即把网络中的一个节点作为NFS服务器，把操作系统安装盘中的文件复制到这个节点上，被安装节点通过网卡或软盘启动，从服务器上下载文件完成安装。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供  一种大规模计算机集群系统节点的自动化快速部署方法，以简化集群安装工作，提高效率，实现安装过程的完全自动化。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，其结构中基于客户机/服务器体系结构，节点软件安装采用基于映像的方式，映像是一个完整的系统，含有需要在目标节点上安装的操作系统和应用软件包；所有映像都存储在服务器上；本方法所需的硬件架构中设有一个管理节点作为服务器，目标节点通过通用以太网交换机与管理节点连接，目标节点上需要有支持预引导执行环境和网络唤醒的网卡和主板，目标节点作为该结构中的客户机通过通用以太网交换机与管理节点连接；

1）、管理节点是体系结构中的服务器端，包括用于映像传输的服务器端和预引导执行环境协议的服务端，负责创建映像、管理映像、存储目标节点信息、网络唤醒目标节点以及提供部署过程所需要的各种服务； 

2）、目标节点是体系结构中的客户端，从管理节点获得部署代理，部署代理负责从作为服务器的管理节点上下载映像并安装到本地的硬盘上；

3）、目标节点的启动过程遵守Intel的预引导执行环境协议，在管理节点上提供动态主机配置协议DHCP、简单文件传送协议TFTP服务和用于传输映像的服务；

4）、在目标节点与管理节点之间进行映像传输的时候，使用不同的基于客户机/服务器体系结构的远程复制工具；

集群系统节点自动化快速部署方法的具体步骤是：

步骤1：获得映像：

通过下述两种方式来获得映像：

第一种是通过安装包来创建映像，即把安装光盘中操作系统和应用软件的安装包复制到管理节点的一个目录中，用安装包直接在管理节点上创建虚拟映像；

第二种是从一个源结点捕捉映像，即首先手动的安装好一个节点，作为映像的源节点，源结点上安装了操作系统和需要的各种应用软件，然后从管理节点捕捉源节点的映像并存储，适合目标节点与源节点是同构的情况；

步骤2：绑定映像与目标节点：

把目标节点的网络标识信息与映像绑定，确定映像与目标节点的对应关系，其中一个映像对应多个目标节点，但是一个目标节点只能对应唯一的映像；

步骤3：安装目标节点：

在进行部署的时候，首先在管理节点上启动DHCP服务，为目标节点提供网络标识信息；启动TFTP服务，为目标节点下载部署代理程序提供服务；启动在管理节点与目标节点之间传送映像的远程复制工具的服务器端；

管理节点通过Wakeup On LAN启动目标节点；目标节点通过网卡启动后，先根据动态主机配置协议DHCP从管理节点获得网络标识，然后根据简单文件传送协议TFTP下载部署代理并在本机内存中运行；部署代理从管理节点上下载映像，在本地完成安装，安装完成后，节点自动重启； 

步骤4：配置目标节点：

目标节点安装完毕首次启动时，运行配置程序对目标节点的操作系统和应用软件进行配置；经过配置后，目标节点即成为一个立即使用的集群节点；

步骤5：测试：

集群系统所有的节点安装完毕，运行测试程序，测试操作系统和应用软件的安装配置是否正确。

所述的目标节点在BIOS中设置为通过网卡启动，其软件安装过程完全自动化；目标节点不需要键盘、鼠标、显示器、光驱、软驱等外围设备；所有的操作都在管理节点上完成。 

本发明的优点是：