GBT 44269-2024 信息技术 高性能计算系统 管理监控平台技术要求标准立项发展报告

信息技术高性能计算系统管理监控平台技术要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TechnicalRequirementsforManagementandMonitoringPlatformofHigh-PerformanceComputingSystems摘要随着人工智能、科学研究、工程仿真及大数据分析等领域的迅猛发展，高性能计算（High-PerformanceComputing,HPC）已成为国家战略科技力量的核心支撑。管理监控平台作为高性能计算系统高效运行的关键枢纽，承担着资源调度、状态监测、故障预警和运维管理等多重任务。然而，由于缺乏统一的技术规范，国内各高性能计算中心的管理监控平台在架构设计、功能要求、接口协议及安全管控等方面存在较大差异，导致系统互操作性差、运维效率低下、资源利用率参差不齐等问题日益突出。为破解上述瓶颈，国家标准化管理委员会于2024年8月23日正式发布国家标准GB/T44269-2024《信息技术高性能计算系统管理监控平台技术要求》，并将于2025年3月1日起实施。本标准规定了高性能计算系统管理监控平台的总体架构、功能要求、接口协议、安全管控及性能指标等技术要求，适用于高性能计算系统中管理监控平台的设计、开发、测试与验收。本标准的发布填补了我国在高性能计算管理监控领域国家标准层面的空白，对于规范行业发展方向、促进异构系统互联互通、提升自主创新能力及推动产业生态建设具有里程碑式的战略意义。关键词：高性能计算；管理监控平台；国家标准；系统互操作性；运维管理；信息技术一、引言1.1研究背景高性能计算是衡量一个国家科技竞争力和综合国力的重要标志。从气象预报到药物研发，从石油勘探到宇宙演化模拟，高性能计算系统已深度渗透至国民经济和国家安全的各个关键领域。近年来，我国高性能计算产业取得了举世瞩目的成就，天河、神威·太湖之光、曙光等系列超级计算机多次问鼎世界算力巅峰，国家级超算中心布局日趋完善，算力服务网络建设不断加速。然而，在硬件算力飞速跃升的同时，高性能计算系统的"软环境"建设却面临严峻挑战。作为连接底层硬件资源与上层应用服务的核心枢纽，管理监控平台直接决定了超算系统的运行效率、可靠性和用户体验。当前，国内各超算中心普遍采用自主研发或定制化的管理监控方案，彼此之间架构差异显著、功能模块参差不齐、数据接口纷繁复杂，形成了一座座"信息孤岛"。这种碎片化格局带来了多重现实困境：其一，系统间的互操作性差，用户在不同超算平台之间迁移工作负载时面临高昂的学习和适配成本；其二，运维管理标准化程度不足，运维人员需逐一适配差异化的监控接口和告警机制，工作效率低下；其三，安全管控能力参差不齐，部分平台的审计日志、身份认证和访问控制机制不健全，构成潜在的安全隐患。在此背景下，研制统一的国家标准已成为产业界的共同呼声和迫切需求。1.2标准立项的必要性从产业发展层面看，缺乏统一标准导致高性能计算产业链上下游协同不畅。硬件设备厂商、软件开发商、系统集成商和应用服务商各自为政，产品兼容性差，市场碎片化严重，制约了产业整体竞争力的提升。从用户服务层面看，统一标准的缺失使得超算用户在不同平台间迁移时面临行为习惯的重新适应，无形中提高了算力服务的综合使用门槛。从战略安全层面看，管理监控平台涉及系统运行状态、用户行为数据和业务负载等敏感信息，自主可控的标准化体系是保障国家算力基础设施安全的重要基石。因此，制定统一的国家标准势在必行。二、标准编制背景与任务来源2.1国际标准化动态在国际层面，高性能计算管理监控领域尚未形成统一的国际标准。ISO/IECJTC1（国际标准化组织/国际电工委员会第一联合技术委员会）下设的SC25（信息技术设备互连分技术委员会）等机构虽涉及部分相关议题，但尚未发布专门针对高性能计算系统管理监控平台的完整国际标准。美国、欧盟和日本等主要发达国家主要依靠企业联盟或行业事实标准来规范该领域，如Slurm作业调度系统、Prometheus监控框架和Ganglia集群监控工具等在一定程度上形成了事实性参考，但因其侧重于特定开源实现，难以覆盖完整的管理监控功能体系。我国率先在该领域开展国家标准研制工作，既是基于国内产业发展需求的务实之举，也为未来国际标准的制定贡献了中国方案和智慧。2.2国内标准化基础近年来，我国在高性能计算标准化领域已开展了一系列扎实的基础工作。GB/T36450《信息技术高性能计算通用基准测试》等标准的发布，为高性能计算系统性能评估提供了规范性指引。同时，中国电子工业标准化技术协会高性能计算标准工作委员会组织相关单位持续开展标准预研，积累了丰富的参考素材和行业共识。GB/T44269-2024正是在上述工作的基础上，进一步聚焦于管理监控平台领域，形成系统性的国家标准。2.3编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：一是科学性，充分吸收国内外高性能计算管理监控领域的技术成果和实践经验，确保标准条款的技术合理性；二是适用性，兼顾不同类型、不同规模的高性能计算系统需求，既适用于国家级超算中心，也适用于企业级和高校级计算集群；三是协调性，注重与已有国家标准和行业标准的有机衔接，避免交叉重复和矛盾冲突；四是前瞻性，充分考虑异构计算、智算融合等前沿发展趋势，为标准后续修订预留扩展空间。三、标准主要内容解析3.1标准适用范围本标准规定了高性能计算系统管理监控平台的总体架构、功能要求、接口协议、安全管控和性能指标等技术要求，适用于高性能计算系统中管理监控平台的设计、开发、测试与验收。在应用范围上，本标准具有较好的普适性：既适用于集中式超算中心场景下大规模集群的集中管理监控，也适用于分布式算力网络场景下多节点协同管理监控；既覆盖传统的CPU计算集群，也兼顾GPU、NPU等异构计算资源的统一管理。3.2标准框架结构标准的技术内容框架围绕管理监控平台的完整功能域展开，各章节按照从总体到局部、从宏观到微观的逻辑顺序逐层展开，具体框架结构设计如下：-第4章缩略语：对标准中涉及的专业术语进行统一界定，包括HPC、API、SLA、SNMP等关键缩略语。-第5章总体架构：规定了管理监控平台的逻辑架构和部署架构。逻辑架构层面，明确了基础设施层（计算、存储、网络资源）、数据采集层（多源数据采集与汇聚）、核心服务层（监控、调度、告警、日志等功能模块）和用户接入层（Web门户、命令行接口、开放API）四层体系；部署架构层面，支持集中式、分层式和联邦式三种典型部署模式。-第6章功能要求：这是标准的核心内容，系统性地规定了管理监控平台应具备的九大核心功能域，包括：资源监控、作业管理、系统管理、告警管理、报表统计、用户管理、文件管理、集群管控和平台自身管理。-第7章接口协议要求：从南向接口和北向接口两个维度规定了管理监控平台应遵循的接口规范与协议要求。-第8章安全管控要求：规定了身份认证、权限管理、日志审计、数据传输安全和数据存储安全等五大安全技术要求。-第9章性能指标要求：对管理监控平台的采集精度、响应时延、并发处理能力、告警准确率等关键性能指标进行了定量规定。3.3关键技术要求详解（1）资源监控功能要求在资源监控方面，标准规定管理监控平台应实现对计算节点、存储系统和网络设备等三类核心资源的全方位、实时化监控。在计算节点监控维度，采集指标覆盖CPU利用率、内存使用率、GPU利用率及温度功耗等关键参数，采集频率原则上不低于每30秒一次，关键指标支持秒级高频采集；在存储系统监控维度，涉及文件系统容量、IO吞吐量和元数据操作性能等指标；在网络设备监控维度，包括端口流量、丢包率、网络延迟等链路质量参数。（2）作业管理功能要求作业管理方面，标准要求平台支持作业的提交、排队、调度、执行、挂起和终止等全生命周期管理功能，支持作业优先级动态调整和资源预留。同时，平台应具备作业依赖关系管理和作业历史信息追溯能力，为用户提供从提交到完成的全流程视图。（3）告警管理功能要求告警管理方面，标准要求平台建立多级告警机制，根据故障严重程度划分不同告警级别，提供声光告警、邮件通知、短信通知和API回调等多种通知方式，并支持告警去重和抑制策略，避免告警风暴。（4）接口协议要求接口规范方面，标准着重指出，管理监控平台南向接口应支持SSH、SNMP、IPMI、Redfish等主流管理协议，兼容不同类型和厂商的硬件设备接入；北向接口应提供RESTfulAPI接口，并支持JSON和XML数据交换格式，便于上层应用集成。标准规定，标准化的接口体系能够有效解决异构环境下的系统互操作问题，这是打破"信息孤岛"、实现跨平台协同的关键所在。（5）安全管控要求安全管控方面，标准要求平台必须支持基于角色的访问控制（RBAC）和双因素认证机制，并对用户操作进行全流程审计；在数据安全维度，监控数据的传输应使用TLS等加密协议，敏感数据在存储环节须经过加密处理。四、主要企事业单位与标委会介绍4.1主要起草单位简介本标准由全国信息技术标准化技术委员会（TC28）提出并归口，由中国电子技术标准化研究院联合多家国内高性能计算领域的领军企业和科研院所共同起草。主要起草单位包括：中国电子技术标准化研究院、国家并行计算机工程技术研究中心、中国科学院计算机网络信息中心、曙光信息产业股份有限公司、浪潮电子信息产业股份有限公司、联想（北京）信息技术有限公司、清华大学、国防科技大学等。以下重点介绍标准起草工作的重要牵头单位之一——中国电子技术标准化研究院。中国电子技术标准化研究院（工业和信息化部电子工业标准化研究院，简称"电子标准院"）创建于1963年，是工业和信息化部直属事业单位，也是我国电子信息技术领域最权威的国家级标准化专业机构之一。电子标准院承担着全国信息技术标准化技术委员会秘书处工作，是ISO/IECJTC1的国内技术归口单位，在信息技术标准化领域具有深厚的积淀和广泛的行业影响力。在组织管理方面，电子标准院作为全国信标委秘书处承担单位，负责组织协调各分技术委员会和工作组的标准化活动，构建了覆盖基础通用、支撑技术和行业应用等各层次的完整信息技术标准体系。在技术研究方面，电子标准院在高性能计算、人工智能、云计算、大数据等领域持续开展前沿技术跟踪和标准化预研工作，牵头制定了大量国家标准和行业标准。在国际标准化方面，电子标准院代表中国积极参与ISO/IECJTC1国际标准化活动，推动中国技术方案融入国际标准，提升了我国在信息技术领域的国际话语权。在本标准的研制过程中，电子标准院充分发挥了组织协调和统筹推进作用：在标准立项阶段，组织开展产业调研和需求分析，广泛征集行业专家意见，论证标准研制的必要性和可行性；在起草阶段，牵头组建标准起草工作组，统筹协调各参编单位的任务分工，组织多轮技术研讨和草案评审，确保标准技术内容的科学性和协调性；在征求意见阶段，面向全社会广泛征集修改意见，组织召开标准审查会，对各方意见逐条进行处理和反馈；在报批发布阶段，完成标准报批材料的编制和审核工作，推动标准顺利获批发布。4.2标准起草过程概述标准的研制过程经历了预研启动、草案编制、征求意见、技术审查和报批发布等五个主要阶段。2021年初，中国电子技术标准化研究院联合相关单位启动标准预研工作，通过调研国内外技术现状，形成了标准草案框架；2022年，在全国信标委高性能计算标准工作组内正式立项，在草案编制阶段，起草组先后组织了10余次工作组会议，对标准条款逐条讨论打磨；2023年，标准草案面向全社会公开征求意见，共收到来自40余家单位和个人的反馈意见200余条，起草组对所有意见进行了逐条处理和回复；2024年，标准顺利通过全国信标委组织的技术审查，最终经国家标准化管理委员会批准发布。五、标准实施的意义与预期效果5.1产业引导意义本标准的发布实施，将在多个层面产生深远的积极影响。在技术层面，标准明确了管理监控平台的功能基线和技术要求，为各厂商的产品研发提供了统一的技术指引，有助于降低重复开发成本、提升产品成熟度。在产业层面，标准的实施将有效打破"信息孤岛"，促进不同厂商产品之间的互联互通，推动形成层次分明、协同配套的高性能计算产业生态。在市场层面，标准为用户提供了客观的技术评价依据，有助于规范市场秩序，引导行业良性竞争。5.2应用价值分析在应用价值方面，标准的实施将直接提升高性能计算系统的运维效率和资源利用率。通过标准化的管理监控手段，运维团队可以更加快速准确地发现和定位系统故障，缩短故障修复时间；用户可以更加便捷地在不同超算平台间迁移计算任务，降低学习成本；系统管理者可以基于统一的数据模型进行跨平台资源调配和性能对比，为算力资源的最优配置提供数据支撑。5.3安全保障贡献在安全保障方