コンピュータクラスタ - 定義

コンピュータクラスタ は、処理能力、信頼性、またはサービスの可用性を向上させるために、コンピューティングの単一の論理単位として一緒に動作する相互接続されたコンピュータ（ノード）のセットです。クラスタのノードは、高速のコンピュータネットワーク（）を介して相互に通信し、負荷分散、冗長性、並列処理（）に基づいて動作しながら、共通のタスクを実行する。単一のコンピュータとは異なり、クラスタは分散コンピューティングを可能にし、システムのスケーラビリティと効率を大幅に向上させる。

その他、数台のマシンで構成されるシンプルなシステムから、高度な数値シミュレーション、データ解析、物理現象のモデリングなどに使用される複雑な HPC（ハイパフォーマンスコンピューティング）環境まで、用途に応じてさまざまな形態のクラスタアーキテクチャを取ることができます。信頼性の観点から、クラスタはHA（High Availability）タイプの構成でも使用されます。この場合、フェイルオーバーとレプリケーションのメカニズムにより、ノードの1つが故障してもシステム全体の動作が中断されることはありません。

エンドユーザーから見ると、リソースは物理的に分散しているものの、クラスタは単一のシステムとして動作する。クラスタ管理ソフトウェア（例えばジョブキューイングシステム、ロードバランシングメカニズム、リソースマネージャ）は、コンピューティングパワーの割り当て、ノードのステータスの監視、ノード間の通信を担当する。また、ファイルシステムの構成（例えば分散ファイルシステム）も重要な要素であり、これによって構造全体にわたるデータへの一貫したアクセスが保証される。

コンピュータ・クラスターは、科学計算、並列処理、機械学習、グラフィックス・レンダリング、データベース・サーバー、エンタープライズ・クラスのシステムなど、多くの分野で使用されている。その構築と管理には、オペレーティングシステム、コンピューターネットワーク、並列プログラミング、インフラストラクチャーのセキュリティとスケーラビリティに関する専門知識が必要です。

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