计算系统技术方案.doc

*oo高性能计嚣系统)i奈殛议书2.6 XXXXXX方案的优势 XXXXXX 所提供的上述方案是经过深思熟虑的，从架构设计、选型配置等方面均经过专业的分析并以用户现场测试结果为基础，可行、适当、低风险和高性价比，是三院三都最好的选择。 在以下方面，XXXXXX具有明显的优势： 1)XxxxXX提供的方案是真正可行、低风险的 xxxx:(:(方案提供的计算环境系统架构与已被证明架构可行、对各种应用具有良好的适用性、高性能、易管理的现场测试系统方案相一致，不但可以保证用户可获得所期望的性能，还避免了由于采用未经测试系统架构所带来的风险。 XXXXXX方案采用多种标准的工业架构 (Intel 安滕2 MP：;5 片、RedlIat标准版Linux)及多种高性能计算应用软件 (ANSYS、Nastran 等)。在用户现场测试中，分别在该架构上测试了用户样题和标准题，不但证明了结果准确无误，计算性能也非常理想，而且测试过程中从未发生操作系统与应用不能匹配而临时对操作系统打补丁的问题，或测试题目的运算异常的现象。证明了 XXXXXX方案的架构是稳定的、对应用的支持可靠的。 2)xxxxxX提供的方案具有非常高的性能价格比 本次方案中，整个计算环境配置的计算CPU致共达144个 (SLIP计算服务器共 16个CPU，Cluster计算节点共 1甜 个 CPU)，内存总数共达640GB。可支持超过 3000 万单元的任务运算，计算性能非凡。能够同时满足十一五期间流体和结构计算的最大要求 由于采用了 醐P和Cluster混合的高性能计算体系架构，能充分利用高价格高性能SLIP和高性能低成本Cluster的优势，使得整体构建成本仍轻低，而使用户】天得了非常高性能价格比的高性能计算环境。 3)xxxxxX提供的方案所采用的架构是合理、高性能和高可扩展的 XXXXXX 方案中采用与用户现场测试时一致的 SMP+Cluster 架构，针对了不同类型应用对不同架构计算平台具有不同的适应性的特点，为各类应用任务的计*oo高性能计嚣系统)i奈殛议书近线存储磁盘空间 = 4x生产数据空间+20T6冗余+预留 15% 而生产数据空间与计算任务星相关。以ANSYS为例，按醐P计算服务器配置中分析，用户有 10 /，假设每月每人要计算 2 个 600 万单元的系统级任务，5个200万单元的部件级任务。每个系统级任务和郜件级任务均产生 3份计算结果(不同的参数和条件，但不包含中间结果数据)因此，f4F需空间的计算如下，生产数据空间=10人x(lx600万单元+5x2OO万单元)/10万单元 xlGBx3-4. 8T8 考虑预留空间 ;iO%和20T6的RAID冗余，可计算出所需的高性能磁盘空间约为7. 2TBp 近线存储磁盘空间纣为 25.9TB即总的存储磁盘裸容重应为 33TB。 SAN: 1* 3aTEL 上述计算只针对圳SYS应用，对于Llarc、Nastran、Fastran、Fluent、LS-Dyna等其他应用，也应一一分析其对存储资派的需求情况，并根据预测的用户数、任务星以及数据管理迁移筑略等具体情况分别进行计算。 另外，进行实际的估算时应根据用户实际的工作模式、任务签预测、考虑的数据迁移策略等作相应调整和计算。*oo高性能计嚣系统)i奈殛议书2.4.6 XXXXXX Cluster计算集群的特点和优势 :I:I:I:I:I:I Cluster计算集群具有以下特点和优势： 1)具有很高的性能价格比。采用先进的Eeowulf架构，扩展性好即可扩充 到几百上千个节点，从而获得很高的性能和比较低的总体成本。 2)方案采用 :I:I:I:I:I:I 公司的高性能、高可靠性的产品。高节点内存带宽， 高性能的 XXXXXX ProCurve 网络交换产品，XXX:cX C哪凭群管理软件 S)方案采用丁业标准设备和顺应商新技术发展的趋势。如 AAID CPU，Linux 技术，集群并行计算技术，开放代码程序。 4)由 xxx:(XX li太地区高性能计算顾问提供技术支持，由 XXXXXX 集群技 术 部门进行配置清单设计和由 XXXXXX 亚太地区工厂进行集成和测试， 并提供并行测试报告。 5)由 XXXXXX公司提供专业服务支持。2.5高性能计算外接存储需求分析 本次方案没有涉及存储区域网络的设计，本方案中给 ShIP 计算服务器和Cluster I/0节点配置的多个l46GB硬监仅考虑临时的应用需要，但高性能计算对存储空间的巨大需：求是显而易见的。在这里，我们根据现场测试的结果，f苛单分析存储的容量要求，供三院三部在规划存储区域网 (SAN)设计时参考。 经多对实际测试情况的分析及与三部实际用户的交流发现，ANSYS结构类应用每20万单元大约需要差不多 2GB存储空间，即每10万单元需 IGB。 假设以三个月作为用户的活跃生产数据迁移到近线存储空间 (作为非频繁访问数据)的周期，以一年作为非频繁访问数据迁移到离线备份设备 (作为离线备份数据)的周期，因此用户的SAN总存储空间需求为高性能磁盘空间加上近哉磁盘空间=高性能磁盘空间 = 生产数倨空间+20%冗余+预留30%*oo高性能计嚣系统)i奈殛议书通过网络将一个映像服务器的磁盐分区内容克隆到计算节点本地磁盘中。这可用于计算节点的首次安装，以及向核心或当前系统配置传播更新内容等。在目标分区与初始映保不同的情况下，腓U则会重点考虑目标磁盘分区。C哪 在克隆阶段对目标磁盘进行分区，避免了在初次安装期间对各个计算节点进行分区。 策群管理实用程序(CLDO可以有效地管理大显计算节点。am 带有图形用户界面 (GUI)，可以根据需要和集群中任意数重的节点进行定制。借助 C哪，只需在单一显示屏上单击鼠标即可访问所有的计算节点控制台。CMU主窗口可通过访向配置显示界面来设置控制台服务群硬件。 通过 CMU，可以监控、暂停、启动、重启或关闭选定的任何节点。还可以连接到策群中的多个节点，并通过一次键盘输入以广描的方式向其发出命令。C哪也可以管理来自集群的事件，如节点的增加或减少等。2.4.5 Cluster计算集群作业管理 高性能计算用户邋过登录管理节点进行作业的提交，作业提交后，由管理节点上的Op印PBS作业管理软件进行管理和分发。OpenPBS为生产环境设计的，它可提供了图形和俞令行两种用户界面来提交批处理、交互式作业，并提供查询作业、队列、系统的状态和跟踪作业的处理 在作业运行之前，用户可将需要的文件拷贝到执行节点上，和将这些指定的文件在作业执行完之后，拷贝出来p 只有在所有的文件成功传输之后，作业将会被列入调度表。 提交任务的用户可以指定作业的优先级，可以向队列和系统层提供默认值。OpeoPBS支持单队列或多队列方式并进捍标准的 first-in，first out 调度，或者敢进的调皮算法. OpenPBS 可以使用户定义广泛的批处理作业的内部相关性。这些相关性包括：执行顺序、同步执行和根据指定作业的成功或失败结果条件执行 P*oo高性能计嚣系统)i奈殛议书网交换机均被分别安装在 3个 2米高 E42 的机柜中 (含 PDU)，安装位置进行适兰1调整，以优化机柜配线。2.4.4 Cluster计算集群节点管理 为了有效的管理x:(xxXX Closter 计算集群系统，管理节点配置了管理能力很强的管理软件 C哪(Cluster hfanagement Utility)。C哪 是一个非常出色的Beowulf 策群系统环境下的管理软件，它负责系统的诊断、软件安装、性能监控、系统的克隆 (Cloning)和事件的分析与管理q 通过使用 郴叮友好的用户界面，策群管理将交椅更加高效。C哪 也将通过减少相关的曹理任务，使:(:I:(:I:(:( Cluster计算集群成为一个经济高效的解决方案。 CMU任用了 RILOE板或集成iLO 的特性，使得所有计算节点的远程文本控制台在服务器的所有状态下 (设置、启动、OS 或暂停均可使用。并借助独立于Chlu的WEB浏览器，远程访问任何活动节点的图形控制台。 通过 Ch叮管理程序，Cluster矩群系统管理员可以远程控制服务器电源，而无论服务器处于何种状态(即使服务器关机)。另外，通过腓U还可进行远程 BIOS设置。巨themetLinkComput NodesC哪 还具有将一个系统配置向集群中的所有计算节点传播的功能。C哪 可以*oo高性能计嚣系统)i奈殛议书 整个高性能集群的每个节点连接分别连接到两个网络，管理网络和用户网络。管理网络主要用于节点管理信息的传输，用户网络又称存储网络，主要用于各节点与 I/0节点之间的数据传输，包括应用程序和数据的装载、计算结果的保存等等。 管理网络和用户网络均采用 XXXXXX ProCurve 以太网络产品搭逃。管理网络采用 2台 10/100 hlb/s XXXXXX ProCurve Z650 以太网交换机，用户网络 (存储网络)采用 2 台 lGb/s x:(:(xXX ProCurve 2800系列以太网交换机。网络交换机配置如下：互连交换机( In finiband)64端口 Infiniband交换机，以太网交换杌(用户网络)1* XXXX xx Pro Curve Switch 2824- 20* 10/ 100/ 1000Base-T- 4*10/100/lOOOBase-T 或 mini-GBIC (双功能定制端口)1* xxxx( Pro C