Spenderhertz

Distributed Computing unter Linux

01.10.2002
Viele Projekte mit teilweise völlig verschiedenen Zielsetzungen ringen inzwischen um die ungenutzte Rechenleistung privater PCs. Wir bieten eine Übersicht der interessantesten.

Auch wenn diverse Computer- und Chip-Hersteller täglich die Notwendigkeit immer schnellerer Computer in der Werbung suggerieren, werden diese nur selten wirklich ausgenutzt. Den größten Teil der Zeit ist ein Durchschnitts-PC nur geringfügig ausgelastet. Neben CPU-Zyklen haben die meisten Computer außerdem noch ein wenig Bandbreite übrig, die es erlaubt, Rechenarbeit mit anderen PCs zu koordinieren. So ist es möglich, Millionen von PCs zusammenzuschließen und parallel Aufgaben zu lösen, für die sonst Superrechner zu exorbitanten Preisen nötig wären.

Fast alle hier vorgestellten distributed computing Projekte werden für Linux als tar.gz-Archiv angeboten und können wie gewohnt mit

tar -zxvf archiv.tar.gz

entpackt werden. Da die Clients leider meist nicht im Quelltext vorliegen, entfällt das sonst übliche Kompilieren - es reicht, einfach den Client zu starten. Selbst das Starten kann man aber einem anderen Programm namens Cron überlassen - mehr dazu im Kasten "Cron einrichten".

Radio der Zylonen

Das wahrscheinlich prominenteste Distributed-Computing-Projekt mit über 3,9 Millionen Benutzern trägt den Namen SETI@Home [1] und hat sich nicht weniger als die Suche nach intelligentem, außerirdischem Leben als Aufgabe gewählt. Dazu analysiert der SETI@Home-Client eine auf 10 kHz Breite begrenzte und 100 Sekunden lange Aufnahme eines Radioteleskops in Puerto Rico auf Spuren einen intergallaktischen Radioübermittlung. Da sich das Teleskop mit der Erdrotation relativ zu einer außerirdischen Radioquelle dreht, sucht der Client nach einem Signal, das gemäß einer Gaußschen Glockenkurve stärker und schwächer wird. Außerdem muss die Software eventuelle Dopplereffekte herausrechnen, gepulste Signale erkennen und ganz allgemein mit der zunehmenden Anzahl irdischer Funkquellen kämpfen. Auf Grund der ernormen Anzahl freiwilliger Helfer hat SETI@Home die Möglichkeit, jedes Paket mehrmals auswerten zu lassen und so Fehler oder Betrugsversuche auszuschließen. Außerdem können inzwischen dank der vielen ausgewerteten Daten Radiosignale herausgefiltert werden, die eine konstante Position am Himmel einnehmen - leider entpuppt sich der Ursprung solcher bleibenden Signale meist als terrestrisch. Die SETI-Software läuft unter Linux standardmäßig im Textmodus, mit der Option -graphics können die Ergebnisse aber an das grafische xsetiathome weitergeben werden. Falls SETI@Home permanent im Hintergrund laufen soll, ist außerdem die Option -nice 19 nützlich, welche die Priorität des Programms heruntersetzt. "Nice" deshalb, weil der Client anderen Programmen aus "Freundlichkeit" den Vortritt beim Rechnen lässt. Neben xsetiathome existieren unzählige Programme, die die Ergebnisse grafisch aufarbeiten und zum Beispiel in das KDE-Panel einbinden können. Finden lassen sich solche Programme zum Beispiel über Freshmeat [2].

Abbildung 1: Xsetiathome veranschaulicht die Suche nach außerirdischen Radiosignalen

Knack den Code

Distributed.net [3] arbeitet gleichzeitig an mehreren mathematischen Aufgaben und kann im Gegensatz zu SETI@Home auch schon auf einige erfolgreich gelöste Probleme zurückblicken. So konnte das Projekt mit DES bzw. CSC verschlüsselte Nachrichten in Rekordzeit knacken. Aktuell nimmt Distributed.net am RC5-64 Wettbewerb teil - im Gegensatz zu den vorangehenden Wettbewerben müssen bei diesem Wettbewerb statt 2

56maximal 2

64mögliche Schlüssel getestet werden, was einen enormen Rechenaufwand bedeutet. Den richtigen Schlüssel auf Anhieb zu finden, ist wesentlich unwahrscheinlicher als sechs Richtige im Lotto - während man vom Blitz getroffen wird. Allerdings hat man die Möglichkeit, das Preisgeld von maximal $ 2000 auch tatsächlich auszugeben. Der Rest des von RSA ausgeschriebenen Preisgeldes verteilt sich auf Distributed.net, eine wohltätige Organisation und - falls man einer angehört - die eigene Distributed.net-Gruppe.

Das zweite aktive Projekt bei Distributed.net sucht nach einem optimalen Golomb-Maßstab mit 24 bzw. 25 Zahlen. Diese Zahlen dürfen nicht negativ sein und keines der möglichen Zahlenpaare darf die selbe Differenz aufweisen. Optimal wird der Golomb-Maßstab, wenn er - auf einem Zahlenstrahl dargestellt - so kurz wie möglich ist. Anwendungen finden die entdeckten Maßstäbe vor allen Dingen in der Kombinatorik oder im Zusammenhang mit Interferenzphänomenen.

Abbildung 2: Auf einem Golomb-Maßstab hat jeder der möglichen Abstände zwischen zwei Zahlen eine andere Länge

Auch Distributed.net arbeitet mit einem Client für die Konsole, ist aber gegenüber SETI@Home standardmäßig sparsamer, was Bandbreite und Rechenzyklen angeht. Konfiguriert wird das Programm nach dem ersten Start oder manuell mit der Option -config - hier lassen sich unter anderem Prioritäten für die verschieden Projekte und die Größe der zu bearbeitenden Pakete verändern. Via -install kann sich das Programm außerdem automatisch in /etc/init.d/ und die entsprechenden Runlevel eintragen, wodurch es bei jedem Systemstart automatisch aktiviert wird, bis man es mit -uninstall wieder entfernt.

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