渲染集群解决方案(服务器)

叮叮小文库第一章 系统总体设计1.1 设计原则系统的整体完整性与各子系统的相对独立性相结合。贵公司计算机系统应该是一个完整的系统，它涉及到多个业务和职能部门，由于各部门工作的相对独立性，因此，系统模块划分时，既需要顾及处理各子系统之间的有机联系，又需要考虑各子系统的相对独立。这样，整个系统才具备可延展性和可配置性；技术的先进性与技术应用的合理性相结合。目前，计算机技术发展日新月异，新的技术和新的产品不断涌现，为用户提供了选择的自由度，也为用户带来了选择的疑惑：用户难以把握怎样的选择才是不落伍的、才是实用可靠的。因此在系统设计时，对所采用的新技术或新产品，不仅要考虑其先进性和新颖性，而且要切合实际地分析它对整个系统带来的实际的、整体的效益，我们认为：技术和产品的成熟性和实用性对用户更有意义，所以，先进性和新颖性只能是参考依据，而成熟性和实用性才更加重要，况且，新颖常常伴随昂贵。当然，其“先进”和“新颖”的品质，同样是我们选择的要素，因为它代表着潮流和方向；投资的经济性与未来需求扩展的可能性相结合。在建立一个大型的计算机应用系统（包括网络建设、系统配置、应用开发）时，往往希望所建立的系统不仅价格经济，而且功能完善、性能优越、既满足现时的需要，又能包容未来扩充的可能性。而事实上，投资的经济性和投资保护往往是相互矛盾的，基于此，我们需要认真地在投资的经济性和投资保护之间找到恰如其分的平衡点。让客户每一分钱的投资都有效、都有实际意义，过分地顾及未来的扩展，常常是“计划赶不上变化”，所以，我们的原则是：满足现时需要为主，适应未来扩展为辅；标准化、开放性。标准化、开放性是当今技术发展的方向，也是我们追求的目标。只有标准化、开放的系统才是有生命力的、才是能够适应未来发展的需要的。1.2 系统设计目标总体目标：满足现时业务和系统环境的需求，满足未来业务量不断发展的需求的一整套高性能价格比系统方案。对于数据的操作，包括数据更新、汇总、分析、预测等都可以在同一个系统平台上实现，可以更有效地把数据应用到企业的核心业务方面。这个硬件平台需要有很高的稳定性和安全性，并且拥有接近大型主机的处理能力，可以24小时不停处理数据，能满足5年的发展需要而此平台仍处于行业的领先水平。系统应具备高可用性，当系统内部发生单点故障（SPOF）的时候，不影响其核心业务的正常运行。备份机器可接管发生故障的机器上的应用。甚至在关键数据存储应用方案达到均衡负载集群处理能力。系统具有高可扩展性，以满足将来由于数据的增加而对硬件升级的要求。高可扩展性目前企业业务正在快速发展。因此，主机系统在CPU、存储容量等方面的纵向扩展性应能满足将来发展的要求，性能指标应能满足5年内系统发展所需的存储量和处理能力的要求；同时应能适应横向扩展的要求，以便今后建立多机集群系统。高可用性开放式系统的硬件及系统软件一定要有接近大型主机的可靠性和稳定性。要保证制造业务系统不要受各种软硬件故障的影响而持续运行，其中任何一台服务器发生硬件故障时，另一台能即时提供服务，使对客户的影响降至最低。高安全性主机系统关系到整个公司运作，有关业务数据的准确安全可靠是至关重要的。因此，主机系统应当具有良好的稳定性、可靠性和安全性。易于管理系统管理基于“集中管理，单点监控”的思想。满足贵公司系统和应用软件安装、用户管理以及系统监控等各方面的要求。第二章 系统设计方案2.1 客户现状及设计目标2.1.1 目前环境： 无论是3D动画软件还是2D图像合成，免不了会耗费掉很长的渲染时间，尤其当制作的图像是电影规格或是HDTV时，渲染更繁重。仅仅使用单台或者多台工作站进行渲染计算，速度非常慢，并且在渲染计算过程中制作人员已经无法使用工作站再进行其他工作。单机渲染的制作方式严重影响了动画产品的制作效率。与此同时，随着视频技术的高速发展，数字电视、高清电视的普及，对高清节目的制作也提出了更高的要求。一般而言，高清电视节目制作时所需的渲染时间大约是标清节目的4倍到5倍，这样的渲染速度几乎是不能接受的。所以国内现在很多团队都在问一个同样的问题，我们如何解决渲染问题，是否需要渲染农场？ 看看目前国内大多数制作团队的工作方式：“白天制作，晚上渲染”或者是“渲染占去了白天、晚上的时间”。如果是前者，白天制作完的场景在晚上就能渲染完成，那么你可能不需要渲染农场。但是如果是后者，就该考虑一下是否需要额外的机器来完成渲染工作了。再来看看平时项目的渲染效率。如果平均渲染时间每帧画面超过5分钟，而制作时间和渲染时间的比例达到甚至超过3:1，那么可以考虑渲染农场的问题了。最后再来看看项目制作过程中的需求。通常来说，大部分的制作人员还不太习惯使用网络渲染。对于一个百人的团队，当要考虑制作大中型项目的时候，就得考虑提前半年以上的时间购置渲染系统，留给制作人员和渲染农场调试磨合的时间。综合来看，如果上述问题是制作团队已经遇到的问题，那么说明，用户可以考虑是否应该购买一套渲染农场了。 面临问题： 1网络性能瓶颈。百兆的局域网环境可以满足教学的要求，但是在百兆网络环境下进行渲染计算的效率是极其低下的。 2 存储性能瓶颈。在渲染时，多台客户机同时对某个共享进行读写，单台服务器的磁盘I/O无法满足这个需求，导致渲染出现瓶颈，效率不高。 3. 渲染工作的效率低，导致整个开发和制作项目的周期拉长。 2.1.2 分析及建议：渲染集群应用特点分析：1）CPU计算量大 渲染应用通常会占用大量的CPU资源，一个分辨率较高的画面在渲染时会耗费几小时甚至十几个小时的时间。CPU基本上满负荷运行。 2）内存带宽高 渲染任务开始后，大量的材质贴图将被读取到内存中，然后开始渲染图像，在此过程中，CPU与内存的通讯非常频繁。分辨率越高，材质贴图越多，内存带宽要求越高。 3）网络带宽高 在通过渲染农场进行网络渲染时，一旦管理服务器下达渲染任务，所有的计算节点便开始从网络共享存储中去读取材质贴图和目标文件，因此，高带宽的网络将大大地缩短预读数据的时间。提高整体的渲染效率。根据渲染集群的特点，在进行计算时，对网络带宽的速度和稳定性方面的要求较高，所以方案建议使用千兆交换机来解决网络性能瓶颈问题。在进行渲染计算时，多台计算节点需要对计算结果进行频繁的读写操作，这要求计算结果存放位置需要有较好的磁盘读写性能，可以通过在服务器中构建磁盘阵列来解决存储性能瓶颈，同时也可以为渲染集群提供大容量的存储空间。2.2 系统解决方案：针对渲染农场的基本架构以及渲染计算的特点和需求，我们采用正特服务器集群系统来搭建渲染集群。整个渲染农场大致包含下列部分： 分发管理/文件服务器：部署渲染分发管理软件，用于渲染节点和渲染任务的分发和管理，外接外置存储，为渲染节点提供高带宽共享存储。 渲染节点：部署渲染器，执行分发管理服务器派发的渲染任务。 外置存储：用于存储渲染任务所需的材质文件和渲染完成的各种图片。（可选，可以在将来进行升级） 方案拓扑图：方案说明： 方案通过不同组合可以适合各种规模用户的渲染应用，渲染集群内部通过千兆以太网连接起来，所有计算节点由管理分发服务器进行统一监管，同时负责管理存储并建立与分发管理服务器以及计算节点之间的数据共享。 图中所显示的办公区域的个人工作站，制作人员平时上班时间可用来制作设计。然后将需要渲染的文件上传至管理节点存储中，通过管理节点来提交渲染任务。管理节点服务器主要是用来管理整个渲染农场，它除了接收用户/工作站所指派的渲染任务外，也会针对所有的Render Farm下达渲染的命令，还会不定时的来检查每个计算节点的使用状况，如果发现有计算节点处理闲置状况时，就会另外再指派新的任务给这些闲置的计算节点，同时管理节点也是控制整个数据的流量中心，所以管理节点与网络和存储端的通讯和IO带宽要求也会比较高。渲染计算重点使用的是CPU的处理能力，所以方案中渲染服务器使用Intel的至强5500系列的CPU，以保证渲染集群具有强大的计算能力，可以缩短计算所需要的时间。Intel 5500系列处理器的计算能力：为了在最短的时间内完成最大的计算量，不仅需要处理能力更强的处理器(特别是64位以上高精度浮点计算能力)，而且需要利用集群或大规模并行处理(MPP)体系结构等系统技术、支持更多数量处理器的并行计算机系统。采用英特尔 微体系架构（代码 Nehalem）的英特尔 至强 5500系列处理器可为最值得信赖的服务器架构赋予最高智能性能。英特尔 至强 5500 系列处理器是全球自适应能力最强的服务器平台，能够根据您的计算工作负载的具体要求实时调节性能和能源使用情况，同时还支持 IT 管理人员实施手动调节。英特尔 至强 5500 系列处理器集成了多项智能创新技术： 英特尔 智能加速技术（Intel Turbo Boost Technology）与英特尔 智能节能技术（Intel Intelligent Power Technology）相结合，可为用户提供所需的出色性能，支持处理器以超出额定频率的速率运行（以提高特定工作负载的运行速度），同时降低使用率较低时的功耗。 英特尔 超线程技术 可充分发挥大容量高速缓存和高内存带宽的优势，为多线程应用提供更高的吞吐率和响应能力。 英特尔 快速通道互联技术（Intel QuickPath Technology）和集成内存控制器可加快处理器与面向带宽密集型应用的 I/O 控制器之间的流量速度，为技术计算带来 3.5 倍的应用带宽2. 内存容量：每个计算节点配置12G DDR3内存，最大可支持到24GB,这样可以充分发挥整个服务器系统的强大动力。采用DDR3内存，DDR3内存具有以下优势：降低功耗DDR3内存工作环境为1.5v，与DDR2 1.8v相比，降低了17%，改进的绿色设计节省了大约30%的电力需求。加快速度与DDR2相比，内部存储单元的 I/O数据传输速度提高8倍，从而加快总线速度并提高高峰期的吞吐量；速度几乎是DDR2的2倍提高性能DDR3的主要优势是更高的带宽，在1个时钟周期中传输8位数据的。而DDR2只能在1个时钟周期中传输4位数据。提高密度DDR3标准目前支持1Gb- 4Gb的内存颗粒容量，未来可以支持16GB的最大内存模块。改进信号质量DDR3 FBGA (Fine Ball Grid Array)内存封装工艺上有所改进，物理尺寸更小，从而大幅度提高了每平方英寸的数据存储量。这种全新设计支持更高效的散热路径，降低了产品物理重量并提高了信号传输质量，从而提高了内存可靠性。数据完整性DDR3配备热传感器，用于持续刷新设备中的数据，以确保数据完整性并避免数据传输期间的数据泄漏3. 系统带宽：数据量的增加促使处理器和内存、内存与磁盘间的信息交换量的急剧增加。为了能够以最快的速度传输信息，要求提供足够的系统带宽，保证内存能够及时向多个处理器提供足够的数据。每台渲染服务器中都使用了intel 5500系列的芯片组，该芯片组使用QPI技术，QPI高速互联方式使得CPU与CPU之间的峰值带宽可达96GB/s，峰值内存带宽可达34GB/s。这主要在于QPI采用了与PCI-E类似的点对点设计，包括一对线路，分别负责数据发送和接收，每一条通路可传送20bit数据。这就意味着即便是最早的QPI标准，其传输速度也能达到6.4GB/s总计带宽可达到25.6GB/s，能满足未来CPU与CPU、CPU与芯片的数据传输要求。方案优点：1通过渲染集群，用户可以大大缩短产品制作时渲染所耗费掉的时间。2对于渲染农场解决方案用户完全可以针对自身需求来选择所需节点的数量，并且随时可以针对自己企业业务的增加而进行扩展。3解决了网络的瓶颈。千兆的网络环境可以提高集群计算的效率。4解决了计算存储I/O性能的瓶颈。通过磁盘阵列带来高速的读写性能，可以解决渲染计算时对存储I/O的性能要求。5管理和使用方便。通过远程登录管理节点，在不同的场合均可方便的使用和管理集群。6强大的计算能力。渲染服务器均使用性能强大的Intel 5500系列处理器，可以大大缩短渲染的时间，提高工作效率。第三章 产品配置和介绍31 方案配置：组成单元配置描述单位数量计算节点SR5108T2Intel XEON 5520四核处理器62GB DDR3内存，12G内存1250GB 3.5英寸 SATA硬盘，集成21000M 网卡台10分发管理节点（兼存储节点）SR5208T1Intel Xeon 5504 四核处理器；32GB DDR3内存，6G内存5500GB 高速SATA II 热插拔硬盘；Raid；2千兆以太网网卡；台1存储节点（可选）存储系统（可选）存储套 1KVM 套 1网络系统交换机24口全千兆交换机个1系统软件（可选）渲染分发管理软件Muster （unlimited version）套1渲染器Maya 2008/3Dmax 2009套10操作系统Windows 2003 Server/Window 2008 Server套1132 产品介绍321 SR5108T：产品简介:正特SR5108服务器在有限的1U空间里支持四个热插拔SATA、SAS硬盘，创新的直连架构摆脱了以往机型由前端总线带来的内存带宽的瓶颈，可彻底释放2颗64位 Intel Xeon DP多核处理器的强劲性能，采用DDR3内存技术，拥有高频低电压的优点，可以胜任多数据存储、数据库应用、高性能计算、计算机集群等领域，是数据中心建设、电子政务、企业信息化建设、游戏网站、宽带网络建设、校园主干网建设等方面应用的最佳选择。功能特性：多核处理技术使用Intel最新的5500系列处理器，为用户的各项应用提供更高的性能。Intel Xeon 5500 系列处理器同前代产品相比，进行了各项重大的改进，包括处理器内部集成内存控制器，使系统从架构上摆脱了之前由前端总线(FSB)带来的内存瓶颈；引入QPI(Quick PathInterconnection)技术，使2 颗处理器之间以及处理器的各个核心之间的互联更有效率，减少了对总线资源的挤占。 强大的处理性能处理器集成内存控制器，每颗处理器提供3内存通道，可使用最新的DDR3 1333/1066/800 MHz 高性能内存，显著提供内存读写速率。使用Intel 最新推出的5500系列芯片组，提供PCI-E 2.0 的扩展支持，将总线带宽提高为原先PCI-E 的2倍，为用户的高带宽应用需求提供了支持。丰富的可扩展性6 根内存插槽，内存容量可扩展至48GB，提供灵活且强大的内存配置选择。高密度采用1U机架式设计，独特的高密度机架式服务器散热结构设计，集高性能，高密度与高可靠性于一身。322 SR5208T：产品简介:SR5208服务器是正特目前机架式产品中的最新机型，采用英特尔全新的5500/5520芯片，采用QuickPath Interconnect(QPI)系统架构，取代过 去的前端总线技术。该QPI架构让多处理器的服务器环境下，每颗处理器可以互相传送数据，可强化系统的效能。正特5208 服务器支持英特尔全新的Nehalem核心5500Xeon（至强）处理器。新的处理器拥有大容量的三级缓存而且每个集成了三通道DDR3的内存控制器，在内存带宽和延迟方面有着很明显的改善。功能特性：多核处理技术使用Intel最新的5500系列处理器，为用户的各项应用提供更高的性能。Intel Xeon 5500 系列处理器同前代产品相比，进行了各项重大的改进，包括处理器内部集成内存控制器，使系统从架构上摆脱了之前由前端总线(FSB)带来的内存瓶颈；引入QPI(Quick PathInterconnection)技术，使2 颗处理器之间以及处理器的各个核心之间的互联更有效率，减少了对总线资源的挤占。 强大的处理性能处理器集成内存控制器，每颗处理器提供3内存通道，可使用最新的DDR3 1333/1066/800 MHz 高性能内存，显著提供内存读写速率。使用Intel 最新推出的5500系列芯片组，提供PCI-E 2.0 的扩展支持，将总线带宽提高为原先PCI-E 的2倍，为用户的高带宽应用需求提供了支持。丰富的可扩展性6 根内存插槽，内存容量可扩展至48GB，提供灵活且强大的内存配置选择。高密度采用2U机架式设计，支持8个热插拔SATA、SAS硬盘位。第四章 方案报价正特渲染集群计算系统组成单元配置内容单位单价数量小计节点单元计算节点 正特SR5108T ,2Intel XEON 5520四核处理器62GB DDR3内存，12G内存1250GB 3.5英寸 SATA硬盘，集成21000M 网卡台10管理节点正特SR5208T ,1Intel Xeon 5504 四核处理器；32GB DDR3内存，6G内存5500GB 高速SATA II 热插拔硬盘；Raid；2千兆以太网网卡；台 1存储系统套机柜及监控系统标准机柜19”标准服务器42U，含电源线槽、网络线槽、导轨、托架套视频监控系统16口KVM切换器5台（级联技术），17寸液晶显示器1台、鼠标键盘套件套网络系统(数据/管理二网分离)管理/通讯台系统软件（可选）操作系统Windows 2003 Server/Window 2008 Server套0渲染器Maya 2008/3Dmax 2009套0渲染分发管理软件Muster （unlimited version）套0其它配件网络连接线超6类网线、水晶头等相关产品套视频连接线视频连接线缆套其它费用系统集成、调试、安装套 合计：总计￥第五章 售后服务首先感谢您选择正特产品，正特公司将以优质的服务答谢您对正特产品的信任，从现在起您将享受到正特361度以客户为中心的全方位服务，我们将非常珍惜您对我们的选择，我们也将用真诚的服务不断强化我们的合作关系，感谢您对正特的支持与关注。为确保您放心的使用正特机器产品，免除您购机的后顾之忧，正特特制定此服务标准，向您做出以下服务承诺。本承诺适用于正特机器。一、服务方式及说明 1. 电话报修服务 客户电话联系正特公司时，请您根据正特机器上或保修卡上的产品序列号，告诉正特服务工程师如下信息： 1) 机器的主机序列号 （参见保修卡或机器上序列号条码） 2) 详细故障描述和信息提示，包括银幕上显示出的提示信息正特服务支持工程师将对您遇到的问题或故障提供技术上的咨询和指导。 注意：正特公司提醒你提前准备好机器序列号，以便获得优质服务，如果客户不能提供产品的序列号，正特公司认为该产品不是正特公司的产品，正特公司将不承担提供服务的责任，请客户妥善保存好正特产品的保修卡。2、上门服务标准服务：指自机器售出之日起，提供三年免费下一工作日上门服务。目前正特公司在以下城市有服务网点：北京、西安、 天津、 沈阳、哈尔滨、济南、乌鲁木齐、郑州、太原、石家庄、大连、西宁、长春、兰州、银川、呼和浩特、青岛、上海、南京、杭州、武汉、长沙、南昌、合肥、宁波、苏州、无锡、广州、深圳、成都、福州、昆明、重庆、南宁、海口、佛山、贵阳、厦门，详情请与正特公司联系确认。1）我司正常工作时间：星期一至星期五，上午9：00下午18：00 （法定假日除外），非正常工作时间的上门服务请与正特客服部门联系，以寻求支持。 2）我们只提供与硬件故障相关的免费上门服务，软件故障不在此服务范围之内。3、送修服务1）送修服务范围：购买时间超过三年以上、或免费上门服务地区以外的客户所购买的机器。2）维修时客户自行或通过货运公司将故障机（或故障部件）送到我司客服部门，修复后客户自行取回或由正特客服部门代发货运，货运风险由客户自行承担。3）保修期内能简单安装的部件（包括热拔插硬盘、热拔插电源、显示器、键盘、鼠标、终结器等），我司提供选择发货更换的方式维修，并提供相应的电话安装指导。4、电话咨询服务客户遇到与机器运行相关的技术问题，我司提供电话咨询服务。我们的免费服务热线是：400-716-7160，或就近与我们的服务中心联系。服务说明：1）提供操作系统和驱动安装的相关技术咨询；2）提供硬件安装和升级相关的技术咨询；3）提供硬、软件兼容性相关的技术咨询。5、在线技术服务 除了电话咨询、硬件保修、上门服务等传统的服务方式外，我们还为您提供了更为方便和完备的在线服务。您只需上网连接到公司主页就可以了解到我司的产品信息、销售支持和服务信息等，您也可以通过网络向我们的专业人员寻求技术支持。 我们还将不断完善此项服务的范围和内容，以便您能享受到更多快速、便捷的在线服务。6、收费服务标准非免费服务范围内的客户服务请求,需要进行收费服务。收费服务的标准如下：有偿服务费 = 人工服务费 + 上门服务费 + 备件材料费 人工服务费：指提供维修维护服务所发生的技术人工费用， 300元/次； 上门服务费：指提供现场服务所发生的往返当地交通费用和住宿费用，实报实销； 备件材料费：指更换备件、器件、维修耗材等物料费用。7、联保服务机器出现硬件故障时，在保修时间和范围内可凭有效保修凭证在正特全国任何一个服务网点城市获得维修服务。8、服务的响应和确认1）上门服务：在有正特服务网点的地区，提供下一个工作日上门服务；服务网点以外的地区将视路程远近、交通状况及其实可能影响之因素，与客户协商确定时间。2）电话和在线服务：自确认有保修义务时起，2个工作小时内回应，4个工作小时内给出解决方案。3）上门服务的确认：在上门服务之后，服务工程师会主动向您提供此次服务的确认表单，以确认您对本次服务的满意度；客服中心的客服人员在本次服务结束后三个工作日内将第二次回访您，以进一步确认您对本次服务的满意度，以及需要我们改进的意见或建议。注：特殊情况下，上门服务人员会主动与您商议确定到达现场的时间。特殊情况包括：不可抗力的原因、交通原因、或其它特殊原因等。9、特别提示用户应对其专有的机密信息和数据的安全自行负责。请您及时对您认为重要的数据做好备份，以防止丢失或改动文件、数据或程序，正特客服人员不负责备份或保留机器上的数据，不负责赔偿任何因数据丢失所导致的损失。二、机器部件保修说明部件类别配件名称保修说明一类主板、CPU、内存、硬盘、阵列卡、电源、显卡三年保修二类IDE SATA扩展卡、声卡、网卡、SCSI背板、SCSI终结器、光驱、软驱、CPU风扇、机箱风扇一年保修三类机箱及其附件、IDE/SCSI数据线、随机附件（包装材料、随机驱动光、软盘、电源线等）不在保修范围内四类维修更换的部件按原机器（部件）剩余保修期限计算五类保修期外收费更换的部件保修一年六类其他未列出部件咨询正特客服部门此承诺只针对在保修期内正常使用时出现硬件故障的情况。 此承诺仅适用于正特机器及其部件的保修。正特机器部件自购买之日起一年内，如正常使用发生故障，我司将更换故障部件或是提 供备用件；后两年我司将提供备用件，如有特殊情况将与客户协商解决。更换的备用件可能是同型号品，也可能是性能上等同于或不低于