Cluster é um agrupamento de capacidades computacionais — geralmente múltiplos servidores ou computadores interconectados — que atuam como um único sistema com o objetivo de aumentar desempenho e confiabilidade em operações de TI.
Definição técnica de Cluster
No contexto de tecnologia da informação, um cluster é um conjunto de máquinas (nós ou nodes) conectadas por uma rede de alta velocidade, configuradas para trabalhar em conjunto de forma coordenada. Esse arranjo permite que o sistema como um todo seja percebido como uma única unidade de processamento ou recurso de hardware.
- Nós (nodes): computadores individuais que compõem o cluster e que executam tarefas sob controle de um software de orquestração.
- Orquestração: mecanismo de software que gerencia distribuição de tarefas, balanceamento de carga e coordenação entre os componentes.
- Sistema único lógico: apesar de fisicamente múltiplos, os nós atuam como se fizessem parte de um único sistema integrado.
Por que usar um Cluster?
A utilização de clusters é comum em ambientes que exigem alta performance, disponibilidade contínua de serviços ou processamento paralelo eficiente:
- Alta disponibilidade: se um nó falhar, outro pode assumir a carga, mantendo o serviço online.
- Desempenho escalável: somando recursos de vários computadores, o cluster consegue executar tarefas mais complexas ou intensivas.
- Balanceamento de carga: trabalho distribuído entre nós para otimização de uso de recursos.
Como funciona um Cluster
Clusters funcionam conectando vários computadores em rede e sincronizando seu trabalho por meio de um software especializado:
- Conexão de alta velocidade: redes LAN ou interconexões rápidas garantem comunicação eficaz entre nós.
- Tarefas paralelas: operações complexas podem ser divididas entre os nós para execução simultânea.
- Gerenciamento centralizado: um nó controlador (head node) frequentemente coordena e distribui cargas.
Principais tipos de Clusters
Existem diferentes maneiras de projetar um cluster conforme seus objetivos:
- Clusters de desempenho (HPC – High Performance Computing): focados em processamento paralelo de cargas intensivas, muito usados em pesquisa científica e análise de dados massivos.
- Clusters de alta disponibilidade: projetados para garantir que um serviço crítico permaneça funcionando mesmo diante de falhas de hardware ou software.
- Clusters de balanceamento de carga: dividem solicitações de usuários entre vários nós para manter performance estável em sistemas de produção (web, aplicações empresariais).
Diferença entre Cluster e outras arquiteturas
- Cluster vs. Grid Computing: em clusters, todos os nós normalmente executam a mesma tarefa coordenada; em grids, computadores diferentes podem executar tarefas distintas e distribuídas geograficamente.
- Cluster vs. Servidor único: o cluster é composto por múltiplos servidores para aumentar resiliência e escalabilidade, ao passo que um servidor único pode criar gargalos ou pontos únicos de falha.
Principais Aplicações de Clusters
Clusters são amplamente utilizados em tecnologia e negócios onde desempenho, disponibilidade e confiabilidade são prioridades:
- Computação de alto desempenho (HPC): em simulações científicas, modelagem e pesquisa de IA.
- Serviços corporativos críticos: bancos de dados, ERP e aplicações empresariais com necessidade de uptime elevado.
- Infraestrutura de nuvem e virtualização: para escalar serviços de forma confiável e flexível.