https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html,/sige_online/blog/item/d6aa74a9106a10ff1f17a224.html
和卫星遥测,遥感等探矿技术的发展,促使油气勘探的数据量爆炸性地增长, 要求信息系统能够获取,存储和处理TB级的巨量数据; 使用更精确的模型:为了提高探矿水平,必须使用规模更大,更精确数值模型来模拟地下矿藏的分布.5年前,模型的节点数一般不超过10万个;现在,经常需要使用节点数超过百万的3维模型来进行数值模拟; 提供更强的计算和数据管理能力:模型规模的扩大要求使用处理能力指数增长的计算机系统和更复杂的算法快速和精确地求解,同时也要求更强的数据管理能力来建立历史数据库,并把当前数据与长期积累的历史数据相比较,得到精确的综合预测结果; 支持功能丰富的应用软件:现代的油气探测应用软件必须具有直观的3维图象显示和输出,人机交互功能, 以提高工作效率; 降低成本:经济效益和市场竞争压力还迫使油气行业的信息系统在严格控制开支,降低总拥有成本条件下满足上述要求当前,传统的巨型机已经很难全面满足上述要求.油气行业要求使用更经济实惠的新解决方案来全面满足应用需求.Schluberger信息系统公司(SIS)是油气勘探信息处理领域中领先的厂商,也是HP在高性能技术计算领域重要的合作伙伴.该公司在使用基于安腾2的HP Integrity 服务器为计算节点的Linux集群上开发的面向油气矿藏模拟的ECLIPSE Parallel解决方案,能够全面满足油气矿藏勘探信息系统在性能和成本两方面的需求,提供解决人类社会现代化进程中能源问题的利器. 目标市场 ECLIPSE Parallel解决方案使用数值模拟方法满足油气行业探测石油和天然气地下分布状况和预测储量的需要, 油气公司从低级经理到高级主管各种类型的人员都可以得益于这一解决方案,包括:负责提供优化的矿藏分布和产量预测评估人员和经济分析师,负责作出开采决策的经理,信息系统管理人员;需要得到直观和实时矿藏信息的首席信息官(CIO)和首席执行官(CEO),负责监管的政府机构等等. 这一解决方案特别适合于要求打破油气行业使用巨型机传统,采用性能更高,价格/性能最佳的新颖解决方案的油气公司. 解决方案概貌 SIS ECLIPSE Parallel是一个基于英特尔和HP工业标准技术的成套解决方案,便于实施和灵活配置,提供先进的油气矿藏模拟功能.这一解决方案由系统平台和模拟软件两大部分组成(见下图). HP Linux ClusterBlocks集群系统是第一个经过认证的系统平台.这一Linux集群包括如下的层次: 计算节点:采用基于安腾2的HP Integrity rx2600服务器,使用新一代安腾2提供强大的64位处理能力; 互联设备:采用工业标准的高速Myrinet把计算节点联成一体,以太网联接管理节点; 操作环境:采用应用最广泛的RedHat Linux Advanced Server操作系统建立集群运行的操作环境; 集群管理和作业调度:采用Scali, Scyld或ClusterWare 公司著名的Linux工具软件管理集群系统;采用业界领先的Platform Computing的LSF 5.0软件来实现负载平衡,提高集群的工作效率上层的ECLIPSE Parallel模拟软件负责完成矿藏模拟的数值计算,它把整个数值求解问题分解成一系列较小的子问题,送到各个计算节点上并行地求解,然后再合成完整的结果. ECLIPSE Parallel解决方案这一基于Linux集群并行计算的设计思想,在性能,性价比,可伸缩性和可用性等方面都超过基于巨型机的传统解决方案,具有广阔的发展前途. 组成部件 SIS ECLIPSE Parallel软件与HP ClusterBlocks 集群结合在一起形成了一个把最先进硬件和软件完美地结合在一起的油气储藏模拟解决方案,它的主要组成部件有: 基于安腾2处理器的HP Integrity rx2600服务器; 工厂组装的基于Myrinet高速互联网络的16-128节点 Linux集群系统; RedHat Linux Advanced Server 2.1操作系统; Platform Computing的负载调度软件(LSF) 5.0:用于平衡集群内各节点的工作负载,提供运行效率; 消息传递接口(MPICH/GM):用于支持基于集群架构系统内的并行计算; 集群管理软件:允许采用Scali, Scyld, ClusterWareLinux 等公司的软件管理集群系统运行和资源共享; SIS ECLIPSE Parallel 油气储藏模拟软件 SIS ECLIPSE Parallel解决方案的硬件系统使用HP Integrity rx2600服务器作为计算节点,高速的Myrinet作为互联设备组成Linux集群,为油气储藏模拟软件提供高性能运行平台. ECLIPSE Parallel软件把整个模拟模型分解成若干个子区域.
子区域的个数与系统中处理器个数相等.每个处理器负责模拟一个子区域,相互之间通过消息传递接口通信,使整个系统能够并行地求解整个油气储藏模拟问题, 提供强大的处理能力.子区域的划分是自动的,也可以由用户控制. 143 144 SIS ECLIPSE Parallel 解决方案还允许用户在基于奔腾4的 HP工作站上通过直观的3D模型显示,观察和分析模拟的结果,优化软件的运行,提高工作效率. 客户价值基于英特尔和HP最强大的硬件和先进的软件技术, ECLIPSE Parallel解决方案为客户提供如下的实利: 更快的结果:节约矿藏模拟计算阶段所用的时间使客户能够在规定的时间界限内完成更多的分析,从而提高决策的水平和竞争优势.在16节点的集群上运行大的模型速度可以提高10倍,单机系统上48小时的计算任务在集群上只需使用5个小时; 更精确的结果:在相同的时间框架内运行更大,更详细模型的能力产生更好的报告和预测结果; 更低的风险:开挖一个油井往往耗资上千万美元.精确结果能够帮助用户优化开采计划,降低挖到"干井" 和低产井的风险,这对于客户具有很高的经济价值; 更好地适应市场的变化:快速的分析能力使公司能够适应市场变化,及时发现和掌握各种机遇; 更低的总拥有成本:使用工业标准的技术能够降低管理和维护的费用,实现最低的总拥有成本; 基于工业标准技术的其他好处,还包括:提供最佳的性价比,可用性和可伸缩性,保护用户的投资联系方式需要进一步的信息请访问如下的网站: https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html, https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html, https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html, https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html, 市场需求设计链加速器(DCA)通过为制造厂(如汽车和飞机工业制造厂)提供超级的高性能产品开发解决方案改进产品开发. DCA以更高精度和可靠性帮助公司开发基于先进的设计标准销售的产品.它通过从产品设计到正式投产前,进行复杂的模拟,包括计算流体力学(CFD),碰撞和结构模拟,大大减少代价极大的设计错误.DCA在基于英特尔赛扬处理器,英特尔奔腾和英特尔安腾2的HP工作站和服务器上运行,提供很高的速度,兼容性和可靠性.开放的英特尔工业标准的64位和32位处理器系列保证了解决方案能够满足各种实施的需要,提供很高的可伸缩性和更快的投资回报. 目标市场 MSC在HP平台上提供的高性能计算解决方案主要面向汽车,飞机等行业,以这些行业的制造厂和研究院所为目标市场.这些行业的制造厂设计部门和研究院所经常处于压力之下,要求提供更好,更快和更便宜的产品,保持竞争优势和增加市场份额.必须通过允许在开发过程中更早理解和改进设计来提高产品的开发水平.更早了解设计获得的知识和对设计的改进能够消除制造中昂贵的错误,使得客户获得可预测和较好的体验. 改进开发过程的关键是在"电子"舞台上模拟产品的性能,而不是在物理样机上测试产品的性能.例如,利用计算机模型模拟汽车碰撞的过程,不再需要投资和化时间制造整个车辆进行碰撞测试,就能够通过"电子模拟碰撞"得到更好的结果.通过计算机模拟测试汽车的好处还包括能够得到许多通过物理测试难以得到的深入结果.这允许生产出更好的产品,同时缩短上市时间,降低成本. 过去,昂贵的超级计算机和复杂的实施过程给制造厂使用这一新的工程过程造成很大的障碍.MSC在运行Linux 的HP工业标准计算机上以低得多的成本建立了容易实施,高性能计算环境,满足旨在优化设计的高性能技术需要,使得许多制造厂都能够承受这一投资,得到相应的投资回报,开辟了Linux和高性能计算新的市场领域. 解决方案概貌 DCA从考虑制造厂的工程需要和优化设计应用出发,实施一个完整的高性能计算环境.这一专门解决方案的组成依赖于客户的需要,因此可以随着每次实施的具体情况而变化.但是,每个解决方案一般都包含如下的部件: 基于英特尔安腾2处理器的服务器,它们是今天和未来要求最高的,计算密集64位HPC解决方案的理想计算平台; 基于英特尔赛扬处理器的服务器,它们是今天32 位HPC解决方案的理想计算平台; 基于英特尔奔腾4处理器的工作站,它们非常适合于分布式,对等(P2P)桌面环境; 基于Netservers或HP工作站的计算机集群,包括互联设备,交换器和存储设备; Linux和/或Microsoft Windows 2000技术来自MSC.Linux套件的中间件,支持高性能计算(HPC) 集群配置; 现场系统集成; 认证的Linux培训和知识传授; 信息技术(IT)服务和支持; 应用创建,调整和移植,包括调整和移植商品化的 CFD,碰撞和结构分析应
用高性能技术计算解决方案 9.2 MSC优化产品设计的高性能计算解决方案 145 典型产品开发过程起初是以几何设计为特征.许多公司专门开发以交互方式使用的CAD产品.由于工程师通过程序接口构建和修改几何图形的工作速度是十分有限的, 处理器的实际计算量相当低,可以利用桌面系统来处理. 一旦定义了几何图形后,典型的产品开发过程仍然是在理想的几何图形上进行,使得其它的应用能够解释它, 预测设计的性能.最常用的预测设计性能的方法是有限元方法(FEM).在这一方法中,创立"网格"把模型分解成有限元素.网格化的过程也是相对地交互的,不需要很大的计算量. 工程师可以通过向其它应用发送请求,利用网格了解设计的物理性能.工程师就是利用这些应用来执行不同类型的模拟.例如,利用LS-DYNA程序,工程师可以模拟如果一辆汽车撞到墙上将如何变形(或破损).这要求应用 (此时是LS-DYNA)能够求解复杂的模拟问题,通常需要完成非常大的计算量.DCA允许在基于英特尔工业标准平台上以合理的代价,更快地解决这些问题.其它类型的模拟也都需要高性能计算,它们是结构分析和CFD.例如,一个飞机制造厂使用基于英特尔处理器的HP机架安装DCA集群来预测不同飞机的空气动力学性能.制造厂可以利用这些信息确定具有最佳飞行特性的几何,包括最高的速度,机动性或最低的燃料消耗等.这可以在制造飞机前在"电子"空间中确定.它也提供设计其它内部参数,允许工程师在进行昂贵的风洞试验前改进设计.快速和方便地完成这些工作是DCA解决方案提供的好处之一. 组成部件 DCA使用下面所列的组成技术部件把产品设计技术提供给制造厂.DCA在基于英特尔64位和32位处理器的 HP工作站和服务器上运行.基于英特尔处理器系列服务器提供的数据中心水平的可靠性,可用性,可维护性和可管理性帮助制造厂取得成功.在今天快速发展的经济中, 许多工业都得益于英特尔架构提供的速度和可靠性. 应用架构-应用可以包括商业的CFD,碰撞和结构应用软件包以及必要时针对用户需要定制的程序. 硬件-解决方案采用HP硬件,包括工作站和服务器以及互联交换器和其它高质量的部件: HP Netservers; HP工作站; HP互联设备:Procurve (快速Ethernet),4108GL; KVM (键盘,视频和监控器); SAN (存储区域网络) 服务器处理器-完整的解决方案往往是异构的.根据客户的需求,完整的解决方案可以包含一些基于英特尔赛扬处理器或英特尔安腾2处理器的2-路服务器系统. 操作系统-解决方案也能够使用异构的操作系统环境包括Linux和Microsoft Windows 2000操作系统. 安装,管理和集群工具-MSC.Linux套件包括基于Web 的安装和管理工具Webmin和现代的集群工具包OSCAR (开放源集群应用资源),由开放集群组提供集成服务. 按分析网络设计首节点指派给集群并返回结果提交给首节点首节点 CFD 碰撞结构结构CFD碰撞首节点高速网络高速网络首节点高速网络结果通过首节点返回用户 146 147 其它软件(中间件)包括: 安装软件(PXE, Etherboot, SystemImager); 消息传递软件(MPIch, LAM/MPI, PVM); 队列调度软件(LSF, PBS, Maui Scheduler); 集群工具(C3, CCP); 安全和保密软件(OpenSSH, OpenSSL); 监控软件(MON, fping, ganglia, MRTG, lm-sensors, IPMI, btools, Health); 高可用性软件(Heartbeat) Linux套件是集群成功的关键.为了提供最高水平的性能, 套件应当按照高性能特殊需要进行裁剪,把重点放在支持大内存,大文件,高性能I/O和集群工具上.DCA所使用的MSC.Linux套件就是按照这些重点裁剪.它包含如下的主要模块何软件包: lm_sensors:这一核心模块用于监控基于母板的传感器 (如CPU温度和风扇速度),使得集群监控工具在硬件故障变得严重前探测到它们,或者在发生故障后立即探测到它们; 应用层网络:MSC.Linux套件包括Myrinet网络的驱动程序.这些网络提供高带宽和低延迟.低延迟是通过在应用层利用最小核心驱动程序驱动接口实现的,这能够最大限度地减少集群中范围交换的开销; OSCAR集群工具包:OSCAR集群工具包是一个开放源项目,包括一个可伸缩,分布式并行命令执行工具 C3.其它工具和程序库是消息传递接口(MPI)和并行虚拟机器(PVM) 客户价值 DCA为制造厂提供一体化的设计解决方案,允许它们使用高性能计算改进产品开发过程.典型的行业包括汽车, 飞机和一般的制造业.模拟包括对汽车制造特别重要的碰撞测试和飞机制造关键的结构分析.制造厂能够利用 DCA增加它
们的容量,加速它们的工作,降低开支.制造模拟需要进行大量的计算,这样大的计算量过去只有非常昂贵的超级计算机才能够提供,但现在DCA解决方案能够以合理的成本,提供满足大规模模拟应用所需的计算能力.这一解决方案给客户提供如下的实利: 高性能和超额的价值; 更快的设计周期和更短的新产品上市时间; 降低产品开发和保修的成本; 加速投资回报,系统一般能够在到货后一天内投入生产运行; 可伸缩性:DCA能够方便地随着客户需求增长而扩展联系方式需要进一步的信息请访问如下的网站: https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html, https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html, https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html, 首节点指派给集群并返回结果提交给首节点 Webmin 控制台按分析网络设计HTTP OS分布 Webmin OSCAR 互连设备驱动程序内核 Linux内核中间件:排队(LSF, PBS, Maul Scheduler) MPI (MPIch, LAM/MPL, PVM) 碰撞 LS-DYNA* Pam-Crash, MSC, Dytran 结构分析 MSC. Nastran , MSC. Marc , ANSYS CFD StarCD*, Fluent*, OverFlow* CFL3D* C3工具
高性能计算集群(HPC CLUSTER) 1.1什么是高性能计算集群? 简单的说，高性能计算(High-Performance Computing)是计算机科学的一个分支，它致力于开发超级计算机，研究并行算法和开发相关软件。 高性能集群主要用于处理复杂的计算问题，应用在需要大规模科学计算的环境中，如天气预报、石油勘探与油藏模拟、分子模拟、基因测序等。高性能集群上运行的应用程序一般使用并行算法，把一个大的普通问题根据一定的规则分为许多小的子问题，在集群内的不同节点上进行计算，而这些小问题的处理结果，经过处理可合并为原问题的最终结果。由于这些小问题的计算一般是可以并行完成的，从而可以缩短问题的处理时间。 高性能集群在计算过程中，各节点是协同工作的，它们分别处理大问题的一部分，并在处理中根据需要进行数据交换，各节点的处理结果都是最终结果的一部分。高性能集群的处理能力与集群的规模成正比，是集群内各节点处理能力之和，但这种集群一般没有高可用性。 1.2 高性能计算分类 高性能计算的分类方法很多。这里从并行任务间的关系角度来对高性能计算分类。 1.2.1 高吞吐计算(High-throughput Computing) 有一类高性能计算，可以把它分成若干可以并行的子任务，而且各个子任务彼此间没有什么关联。因为这种类型应用的一个共同特征是在海量数据上搜索某些特定模式，所以把这类计算称为高吞吐计算。所谓的Internet计算都属于这一类。按照Flynn的分类，高吞吐计算属于SIMD（Single Instruction/Multiple Data,单指令流-多数据流）的范畴。 1.2.2 分布计算(Distributed Computing) 另一类计算刚好和高吞吐计算相反，它们虽然可以给分成若干并行的子任务，但是子任务间联系很紧密，需要大量的数据交换。按照Flynn的分类，分布式的高性能计算属于MIMD （Multiple Instruction/Multiple Data，多指令流-多数据流）的范畴。 1.3高性能计算集群系统的特点 可以采用现成的通用硬件设备或特殊应用的硬件设备，研制周期短； 可实现单一系统映像，即操作控制、IP登录点、文件结构、存储空间、I/O空间、作业管理系统等等的单一化； 高性能（因为CPU处理能力与磁盘均衡分布，用高速网络连接后具有并行吞吐能力）； 高可用性，本身互为冗余节点，能够为用户提供不间断的服务，由于系统中包括了多个结点，当一个结点出现故障的时候，整个系统仍然能够继续为用户提供服务； 高可扩展性，在集群系统中可以动态地加入新的服务器和删除需要淘汰的服务器，从而能够最大限度地扩展系统以满足不断增长的应用的需要； 安全性，天然的防火墙； 资源可充分利用，集群系统的每个结点都是相对独立的机器，当这些机器不提供服务或者不需要使用的时候，仍然能够被充分利用。而大型主机上更新下来的配件就难以被重新利用了。 具有极高的性能价格比，和传统的大型主机相比，具有很大的价格优势； 1.4 Linux高性能集群系统 当论及Linux高性能集群时，许多人的第一反映就是Beowulf。起初，Beowulf只是一个著名的科学计算集群系统。以后的很多集群都采用Beowulf类似的架构，所以，实际上，现在Beowulf已经成为一类广为接受的高性能集群的类型。尽管名称各异，很多集群系统都是Beowulf集群的衍生物。当然也存在有别于Beowulf的集群系统，COW和Mosix就是另两类著名的集群系统。 1.4.1 Beowulf集群 简单的说，Beowulf是一种能够将多台计算机用于并行计算的体系结构。通常Beowulf系统由通过以太网或其他网络连接的多个计算节点和管理节点构成。管理节点控制整个集群系统，同时为计算节点提供文件服务和对外的网络连接。它使用的是常见的硬件设备，象普通PC、以太网卡和集线器。它很少使用特别定制的硬件和特殊的设备。Beowulf集群的软件也是随处可见的，象Linux、PVM和MPI。 1.4.2 COW集群 象Beowulf一样，COW（Cluster Of Workstation）也是由最常见的硬件设备和软件系统搭建而成。通常也是由一个控制节点和多个计算节点构成。
XXXX 高性能计算平台建设方案 XXXXX 2013年4月
目录 1 概述 (2) 1.1 背景概况 (2) 1.2 建设内容 (3) 1.3 设计原则 (3) 2 总体架构 (5) 3 高性能计算平台硬件系统 (6) 3.1 平台架构图 (6) 3.2 主要设备选型 (8) 3.3 Cluster集群系统 (9) 3.4 计算节点 (10) 3.5 管理节点 (10) 3.6 I/O存储节点 (11) 3.7 网络系统方案............................................................................... 错误！未定义书签。 3.8 管理网络 (12) 3.9 监控网络 (12) 3.10 存储系统 (12) 4 高性能计算平台软件系统 (13) 4.1 64位Linux操作系统 (13) 4.2 集群管理软件 (14) 4.3 作业调度系统 (14) 4.4 并行文件系统 (15) 4.5 集群并行计算环境 (15) 4.6 标准库函数 (16) 4.7 标准应用软件 (16) 5 项目经费预算 (17) 5.1 经费来源 (17) 5.2 经费支出预算 (17) 附页——高性能计算平台技术参数要求 (18)
1概述 1.1背景概况 20世纪后半期，全世界范围掀起第三次产业革命的浪潮，人类开始迈入后 工业社会——信息社会。在信息经济时代，其先进生产力及科技发展的标志就是 计算技术。在这种先进生产力中高性能计算机（超级计算机）更是具有代表性。 时至今日，计算科学（尤其是高性能计算）已经与理论研究、实验科学相并列，成为现代科学的三大支柱之一。 三种科研手段中，理论研究为人类认识自然界、发展科技提供指导，但科学 理论一般并不直接转化为实用的技术；实验科学一方面是验证理论、发展理论的重要工具，另一方面，它是在理论的指导下发展实用技术，直接为经济发展服务；计算科学的发展也有相当悠久的历史，只是在计算机这一强大的计算工具问世之前，计算只能利用人类的大脑和简单的工具，计算应用于科学研究有天然的局限性，限制了它作用的发挥；随着计算机技术的发展，使用科学计算这一先进的技术手段不断普及，逐渐走向成熟。科学计算可以在很大程度上代替实验科学，并能在很多情况下，完成实验科学所无法完成的研究工作。科学计算也直接服务于实用科技，并为理论的发展提供依据和机会。在许多情况下，或者理论模型过于复杂甚至尚未建立，或者实验费用过于昂贵甚至不允许进行，此时计算模拟就成为求解问题的唯一或主要手段了。 目前，高性能计算已广泛应用于国民经济各领域，发挥着不可替代的重要作用： a) 基础学科中深入的知识发现，问题规模的扩大和求解精度的增加需要更 高性能的计算资源。例如，计算立体力学、计算材料学、计算电磁学。 b) 多学科综合设计领域中大量多部门协同计算需要构建高性能的综合平 台。例如，汽车设计、船舶设计。 c) 基于仿真的工程科学结合传统工程领域的知识技术与高性能计算，提供 经济高效地设计与实践方法。例如，基于仿真的医学实践、数字城市模拟、核电、油田仿真工具、新材料开发、碰撞仿真技术、数字风洞。
浪潮WIN2K 集群服务解决方案 集群服务的需求分析 随着Internet服务和电子商务的迅速发展，计算机系统的重要性也日益上升，对服务器可伸缩性和高可用性的要求也变得越来越高。集群技术的出现和发展则很好地解决了这两个问题。群集是由一组独立的计算机组成，这些计算机一起工作以运行一系列共同的应用程序，同时，为用户和应用程序提供单一的系统映射。群集内的计算机物理上通过电缆连接，程序上则通过群集软件连接。这些连接允许计算机使用故障应急与负载平衡功能，而故障应急与负载平衡功能在单机上是不可能实现的。 有网络负载平衡功能的Windows 2000为在分布和负载平衡的方式下建立关键且合乎要求的网站的工作提供了完整的基础结构。与组件服务的分布式应用程序特性和Internet 信息服务的增强可伸缩性相结合，网络负载平衡有助于确保服务能够灵活处理最重的通信负荷，同时，保持对服务器状态的监控，确保系统不停机。 Win2000群集技术具有以下特点： ·可伸缩性：加入更多的处理器或计算机可提高群集的计算能力，一般的桌面机每秒能够处理几千个请求，而传统的IA服务器每秒能够处理几万个请求。那么对于需要每秒处理几十万个请求的企业来说，如果不采用集群技术，唯一的选择就是购买更加高档的中、小型计算机。如果这样做，虽然系统性能提高了十倍，但其购买价格和维护费用就会上升几十倍甚至更多。 ·高度的可用性：群集具有避免单点故障发生的能力。应用程序能够跨计算机进行分配，以实现并行运算与故障恢复，并提供更高的可用性。即便某一台服务器停止运行，一个由进程调用的故障应急程序会自动将该服务器的工作负荷转移至另一台服务器，以保证提供持续不断的服务。 ·易管理性：群集以单一系统映射的形式来面向最终用户、应用程序及网络，同时，也为管理员提供单一的控制点，而这种单一控制点则可能是远程的。 随着计算机应用地位的逐渐提升，系统安全和重要性的日益增加，基于Win2000的负载均衡必将会有着极为广阔的应用前景。 Win2K集群技术 一、集群
高可用性集群系统的实现 《Linux企业应用案例精解》第8章主要介绍一下虚拟化技术应用。本节为大家介绍高可用性集群系统的实现。 8.3.5 高可用性集群系统的实现（1） VMware Infrastructure 的体系结构和典型配置 资源动态分配和高可用性的实现为构建高可用性集群系统提供了有力的保障，采用VMwae构建铁路企业高可用性集群，不需要为系统中的每台服务器分别添置备用服务器，就可以有效地降低系统成本，在基于VMware的我企业高可用性集群中，备用服务器安装了VMware ESX Server，与数据库服务器、Web服务器、OA服务器和文件服务器等构成高可用性集群，同时采用数据库备份服务器实现差额计划备份。 使用VMware提供的虚拟基础架构解决方案，服务器不再需要随着业务增加而添加，整个IT基础架构能得到有效控制并可充分发挥效能。只有当整体资源出现不足的时候，才需要增加服务器。而且对系统资源的
添加也非常简单，不再需要做繁琐的硬件维护以及业务迁移，只需要简单地将新服务器安装VMWARE? INFRASTRUCTURE 3软件，并添加到已有的VMWARE? INFRASTRUCTURE 3架构中即可，新增资源将自动分配到各个最需要的业务环境中。 在HA和DRS功能的共同支撑下，虚拟机的稳定、不间断运行得到了保证，而且，在没有搭建Cluster环境的情况下，迁移、升级依旧能不中断服务。哪怕是硬件升级、添加，正常停机维护等情况，也能够保证所有的业务正常运行，客户端访问服务器不产生业务中断现象。新的服务器虚拟化架构中另一个重点是VMware HA 的部署，它是整个服务器系统安全、可靠运行的一道防线。传统的热备机方式最大的问题就是容易造成资源的大量闲置；在正常运行状态下，所有备机服务器都处于闲置状态，不仅造成计算资源的空耗，而且还浪费大量的电力和散热资源，投资回报率非常低。 如何应对Linux系统软件包的依赖性问题 不管是初步跨入Linux殿堂的新手还是，具有多年经验的专家，在安装或编译软件包的过程中或多或少的都会遇到包的依赖问题从而导致安装过程无法继续，比如管理员在安装php软件包需要libgd.so文件，而这个文件属于gb软件包。但是在安装gb软件包时，可能这个软件包跟其他软件包又具有依赖关系，又需要安装其他软件包才行。这时有的管理员便失去耐心。在遇到这种Linux软件包依赖关系问题，该如何解决呢?在谈这个具体的措施之前，先跟大家聊聊Linux系统里的软件爱你依赖性问题。 我们把处理rpm依赖性故障的策略可以分成两类解决依赖性故障的自动方法和手工方法。但当安装不属于发行一部分的软件包时自动方法是不可用的。在描述如何手工解决依赖性故障后，将简要描述如何使用自动方法之一（YUM），但首先需要了解它们是什么及rpm如何强制实施它们。 一、什么是依赖性 程序依赖于程序代码的共享库，以便它们可以发出系统调用将输出发送到设备或打开文件等（共享库存在于许多方面，而不只局限于系统调用）。没有共享库，每次程序员开发一个新的程序，每个程序员都需要从头开始重写这些基本的系统操作。当编译程序时，程序员将他的代码链接到这些库。如果链接是静态的，编译后的共享库对象代码就添加到程序执行文件中；如果是动态的，编译后的共享库对象代码只在运行时需要它时由程序员加载。动态可执行文件依赖于正确的共享库或共享对象来进行操作。RPM依赖性尝试在安装时强制实施动态可执行文件的共享对象需求，以便在以后--当程序运行时--不会有与动态链接过程有关的任何问题。
高性能计算集群项目采购需求 以下所有指标均为本项目所需设备的最小要求指标，供应商提供的产品应至少大于或等于所提出的指标。系统整体为“交钥匙”工程，厂商需确保应标方案的完备性。 投标商在投标方案中须明确项目总价和设备分项报价。数量大于“1”的同类设备，如刀片计算节点，须明确每节点单价。 硬件集成度本项目是我校校级高算平台的组成部分，供应商提供的硬件及配件要求必须与现有相关硬件设备配套。相关系统集成工作由供应商负责完成。 刀片机箱供应商根据系统结构和刀片节点数量配置，要求电源模块满配，并提供足够的冗余。配置管理模块，支持基于网络的远程管理。配置交换模块，对外提供4个千兆以太网接口，2个外部万兆上行端口，配置相应数量的56Gb InfiniBand接口 刀片计算节点双路通用刀片计算节点60个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4（2.6GHz/14c）；不少于8个内存插槽，内存64GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD 硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand 接口；满配冗余电源及风扇。 刀片计算节点（大内存）双路通用刀片计算节点5个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4；不少于8个内存插槽，内存128GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。 GPU节点2个双路机架GPU节点；每个节点2个Intel Xeon E5-2667 v4每节点2块NVIDIA Tesla K80GPU加速卡；采用DDR4 2400MHz ECC内存，每节点内存16GB*8=128GB；每节点SSD 或SAS硬盘≥300GB；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb/s InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。 数据存储节点机架式服务器2台，单台配置2颗Intel Xeon E5-2600v4系列CPU；配置32GB内存，最大支持192GB；配置300GB 2.5" 10Krpm
1.业务连续 1.1.共享存储集群 业务系统运营时，服务器、网络、应用等故障将导致业务系统无常对外提供业务，造成业务中断，将会给企业带来无法估量的损失。针对业务系统面临的运营风险，Rose提供了基于共享存储的高可用解决方案，当服务器、网络、应用发生故障时，Rose可以自动快速将业务系统切换到集群备机运行，保证整个业务系统的对外正常服务，为业务系统提供7x24连续运营的强大保障。 1.1.1.适用场景 基于共享磁盘阵列的高可用集群，以保障业务系统连续运营 硬件结构：2台主机、1台磁盘阵列
主机 备机心跳 磁盘阵列 局域网 1.1. 2.案例分析 某证券公司案例 客户需求分析 某证券公司在全国100多个城市和地区共设有40多个分公司、100多个营业部。经营围涵盖：证券经纪，证券投资咨询，与证券交易、证券投资活动有关的财务顾问，证券承销与保荐，证券自营，证券资产管理，融资融券，证券投资基金代销，金融产品代销，为期货公司提供中间介绍业务，证券投资基金托管，股票期权做市。 该证券公司的系统承担着企业的部沟通、关键信息的传达等重要角色，随着企业的业务发展，系统的压力越来越重。由于服务器为单机运行，如果发生意外宕机，将会给企业的日常工作带来不便，甚至
给企业带来重大损失。因此，急需对服务器实现高可用保护，保障服务器的7×24小时连续运营。 解决方案 经过实际的需求调研，结合客户实际应用环境，推荐采用共享存储的热备集群方案。部署热备集群前的单机环境：业务系统，后台数据库为MySQL，操作系统为RedHat6，数据存储于磁盘阵列。 在单机单柜的基础上，增加1台备用主机，即可构建基于共享存储的热备集群。增加1台物理服务器作为服务器的备机，并在备机部署系统，通过Rose共享存储热备集群产品，实现对应用的高可用保护。如主机上运行的系统出现异常故障导致宕机，比如应用服务异常、硬件设备故障，Rose将实时监测该故障，并自动将系统切换至备用主机，以保障系统的连续运营。
高性能计算集群（PC Cluster）用户指南 大气科学系应越 第二版2008-12 目录 -认识cluster -使用cluster -linux常用命令 -软件 -文件传输 第一章：认识cluster 1.什么是cluster系统 cluster一般由一台主机（master）和多台节点机（node）构成，是一种松散耦合的计算节点集合。为用户提供网络服务或应用程序的单一客户视图，同时提供接近容错机的故障恢复能力。通常cluster的每台机器通过相应的硬件及软件互连，每个群集节点都是运行其自己进程的独立服务器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一个单一系统，协同起来向用户提供应用程序、系统资源和数据。cluster概念的提出在70年代主要是为了进行一些大运算量的科学计算。随着网络的发展，之后的cluster系统还被用作网络服务器，发挥其故障恢复和均衡负载的能力。 使用PC机构建cluster的好处在于开发成本低，而且由于每台节点机都是普通的PC机，在某一台机器发生故障的时候，可以方便的进行维护，而不影响整个系统的运行。 大气科学系的cluster系统，由16台64位的PC机组成。其中一台主机（master），15台节点机（node01～node15）。这16台机器每台有两个4核的CPU，也就是说每个节点上可以同时提供8个CPU。操作系统使用的是CentOS的Linux发行版。图1为大气科学系cluster目前的结构。其中console 和c0101～c0107是大气系早期的cluster系统，节点安装的是RedHat的Linux发行版，precluster曾经作为门户机，目前已经更新为CentOS的操作系统。 登录master的IP地址为162.105.245.3，这个地址由于物理大楼的IP变动比较频繁，所以可能会时不时改变，而precluster的IP地址162.105.245.238则比较稳定。这两个地址目前都可以从校外访问。 cluster的应用主要集中在并行计算上。虽然单个节点的单CPU运算效率比普通的笔记本或是台式机都高很多，但是cluster当初被设计出来就是为了进行多CPU协同运算的，而不是仅仅为了提高单CPU的运算效率。所以我们鼓励用户在cluster上进行并行计算，而把一些单CPU也能解决的工作
现状分析 我国公安集群无线通信系统所采用的通信体制是集群信令系统和在“集群脑系统接口性能规范”基础上制定的编号制式。 模拟集群系统是最早引入我国的集群系统。首先，系统内部没有制定互联的标准，造成各厂商之间无法互联互通，甚至在同一省市由于存在不同厂商的模拟系统，同一地市的公安部门都无法互联互通，全国公安联网更是天方夜谭，根本无法实现；其次，由于固有的技术缺陷，移动终端无法越区切换，移动终端从某一基站覆盖范围移动到另一基站覆盖范围是通信将中断，给实际工作带来诸多不便；第三，由于数据功能和数据接口没有定义，除语音调度外，系统更多功能无法实现，单纯的对讲功能已不能满足用户的需要；第四，模拟系统专网建设需要投入较高的建设成本，每年还要投入大量的人力和资金进行维护，这不是一般的用户能够承受的；第五，随着数字移动通信技术的飞速发展以及国家加强对无线频点的管制，用户很难再申请到新频点，模拟运营面临停牌，模拟集群网已趋向淘汰。 需求说明 随着社会经济的不断发展，日常公共安全管理、重大活动勤务保障和反恐处突的需求非常迫切，公安机关对无线通信的需求不断增长，现有频率资源十分紧张，频率干扰日益严重，缺乏通信安全手段，现有模拟系统无法支持大容量数据业务（大容量的
定位等），公安无线通信难以满足同一指挥、反应快速、协调有序、安全准确、运转高效、可靠地进行通信联络和信息传输。系统在满足公安需求的前提下存在以下亟待解决的问题： ◆频率资源不足 现有模拟通信频率带宽为，可用于公安集群通信的频点仅为对，难于建设更多集群基站和信道，无法增加覆盖范围和移动用户，已经严重制约了无线通信系统的发展。 ◆信号干扰日益严重 城市无线电波传输环境越来越恶劣，对现有公安无线通信带来了直接的影响。另外，由于在部分省市公安的市区采用了模拟集群同播、模拟常规等同播系统，造成重叠区同频信号干扰严重，这不但直接影响了警务活动的效率，更可能在关键时刻造成不可挽回的损失。 ◆通信保密性差 社会治安形式日益复杂，突发事件日益增多，公安反恐维稳任务日益加重，通信安全的保障是公安机关有力打击犯罪的根本举措。现在的模拟通信通过简单的频谱扫描就可以获取通信信息，这给公安机关的通信留下巨大的隐患，对重大警务活动的安全性带来危害。 ◆系统业务扩展性差 现有模拟集群系统无法支持较大容量数据业务，除语音调度外，数据功能和数据接口没有定义，使得系统功能过于单一。如：
天一阁·月湖景区无线集群通信指挥系统 （设计方案） 浙江宝兴智慧城市建设有限公司 二○一七年七月
目录 1 项目概述 .................................................... 错误 ! 未定义书签。 通信现状 . ............................................ 错误 ! 未定义书签。 集群通信必要性 . ...................................... 错误 ! 未定义书签。 信道利用率高 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 业务功能丰富 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 系统建成后可实现的功能 . .............................. 错误 ! 未定义书签。 数字集群系统的先进性 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 2 项目总体设计方案 ............................................. 错误 ! 未定义书签。 设计目标 . ............................................ 错误 ! 未定义书签。 系统组网方案 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 基站建设 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 站点容量计算 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 站点部署示意图 . .................................. 错误 ! 未定义书签。 系统规划 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 系统特点及功能介绍 . .................................. 错误 ! 未定义书签。 基本业务功能 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 移动性管理 . .............................. 错误 ! 未定义书签。 安全功能 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 基本话音业务 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 基本数据业务 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 有线调度功能 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 语音调度功能 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 基本业务功能 ......................... 错误 ! 未定义书签。 多选呼叫 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 用户监听 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 强插 / 强拆 . ........................... 错误 ! 未定义书签。 遥晕 / 复活 . ........................... 错误 ! 未定义书签。 在线检测 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 呼叫提醒 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 会议 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 遥毙 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 短信管理 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 紧急告警 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 录音回放 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 报表查询 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 数字系统网管系统 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 3 系统设备介绍 ................................................ 错误 ! 未定义书签。 单基站示意图 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 信道机 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 产品描述 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 技术规格 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 合路器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 分路器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 双工器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 室外全向天线 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 手持终端 PD680 ....................................... 错误 ! 未定义书签。
【赛迪网独家特稿】集群技术是使用特定的连接方式，将相对于超级计算机便宜许多的计算机设备结合起来，提供与超级计算机性能相当的并行处理技术。早在七十年代就有人提出可以使用这种集群技术完成并行处理，但是由于受到当时网络交换技术的限制，集群系统在性能上与其他并行处理系统相距甚远，直到网络技术逐渐成熟的今天，它才具备了与超级计算机相匹敌的能力。 什么是集群 集群（Cluster）技术是指一组相互独立的计算机，利用高速通信网络组成一个计算机系统，每个群集节点（即集群中的每台计算机）都是运行其自己进程的一个独立服务器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一个单一系统，协同起来向用户提供应用程序、系统资源和数据，并以单一系统的模式加以管理。一个客户端（Client）与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。 计算机集群技术的出发点是为了提供更高的可用性、可管理性、可伸缩性的计算机系统。一个集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，各服务器通过内部局域网相互通信。当一个节点发生故障时，它所运行的应用程序将由其他节点自动接管。在大多数模式下，集群中所有的节点拥有一个共同的名称，集群内的任一节点上运行的服务都可被所有的网络客户所使用。 集群的特点 1．提供强大处理能力的高性能计算机系统：计算机集群可以通过负载均衡、并行处理、时间片处理等多种形式，将多台计算机形成高性能计算机集群。对用户端（Client）而言，计算机集群则是一个单一的系统，可以为用户提供高性能的计算机系统，而用户不用关心有多少计算机承担了系统实现的任务，而只需要关注系统的整体处理能力。因此，计算机集群可以用多台普通性能的计算机组成具有高性能的计算机系统，承担只有超级计算机才能胜任的工作。 2．提供高可用性的计算机系统：通过计算机集群技术组成的系统，可以确保数据和应用程序对最终用户的高可用性，而不管故障属于什么类型。即当计算机集群中的节点计算机出现软硬件故障的时候，高可用性集群提供了对软件和硬件失败后的接替。它将服务器镜像到备用系统或节点中，当主节点上的系统崩溃时，冗余节点就从替补角色转换到正式角色，并自动投入应用，从而保证了系统运行的不间断。
https://www.doczj.com/doc/4e10595038.html,/sige_online/blog/item/d6aa74a9106a10ff1f17a224.html 和卫星遥测,遥感等探矿技术的发展,促使油气勘探的数据量爆炸性地增长, 要求信息系统能够获取,存储和处理TB级的巨量数据; 使用更精确的模型:为了提高探矿水平,必须使用规模更大,更精确数值模型来模拟地下矿藏的分布.5年前,模型的节点数一般不超过10万个;现在,经常需要使用节点数超过百万的3维模型来进行数值模拟; 提供更强的计算和数据管理能力:模型规模的扩大要求使用处理能力指数增长的计算机系统和更复杂的算法快速和精确地求解,同时也要求更强的数据管理能力来建立历史数据库,并把当前数据与长期积累的历史数据相比较,得到精确的综合预测结果; 支持功能丰富的应用软件:现代的油气探测应用软件必须具有直观的3维图象显示和输出,人机交互功能, 以提高工作效率; 降低成本:经济效益和市场竞争压力还迫使油气行业的信息系统在严格控制开支,降低总拥有成本条件下满足上述要求当前,传统的巨型机已经很难全面满足上述要求.油气行业要求使用更经济实惠的新解决方案来全面满足应用需求.Schluberger信息系统公司(SIS)是油气勘探信息处理领域中领先的厂商,也是HP在高性能技术计算领域重要的合作伙伴.该公司在使用基于安腾2的HP Integrity 服务器为计算节点的Linux集群上开发的面向油气矿藏模拟的ECLIPSE Parallel解决方案,能够全面满足油气矿藏勘探信息系统在性能和成本两方面的需求,提供解决人类社会现代化进程中能源问题的利器. 目标市场 ECLIPSE Parallel解决方案使用数值模拟方法满足油气行业探测石油和天然气地下分布状况和预测储量的需要, 油气公司从低级经理到高级主管各种类型的人员都可以得益于这一解决方案,包括:负责提供优化的矿藏分布和产量预测评估人员和经济分析师,负责作出开采决策的经理,信息系统管理人员;需要得到直观和实时矿藏信息的首席信息官(CIO)和首席执行官(CEO),负责监管的政府机构等等. 这一解决方案特别适合于要求打破油气行业使用巨型机传统,采用性能更高,价格/性能最佳的新颖解决方案的油气公司. 解决方案概貌 SIS ECLIPSE Parallel是一个基于英特尔和HP工业标准技术的成套解决方案,便于实施和灵活配置,提供先进的油气矿藏模拟功能.这一解决方案由系统平台和模拟软件两大部分组成(见下图). HP Linux ClusterBlocks集群系统是第一个经过认证的系统平台.这一Linux集群包括如下的层次: 计算节点:采用基于安腾2的HP Integrity rx2600服务器,使用新一代安腾2提供强大的64位处理能力; 互联设备:采用工业标准的高速Myrinet把计算节点联成一体,以太网联接管理节点; 操作环境:采用应用最广泛的RedHat Linux Advanced Server操作系统建立集群运行的操作环境; 集群管理和作业调度:采用Scali, Scyld或ClusterWare 公司著名的Linux工具软件管理集群系统;采用业界领先的Platform Computing的LSF 5.0软件来实现负载平衡,提高集群的工作效率上层的ECLIPSE Parallel模拟软件负责完成矿藏模拟的数值计算,它把整个数值求解问题分解成一系列较小的子问题,送到各个计算节点上并行地求解,然后再合成完整的结果. ECLIPSE Parallel解决方案这一基于Linux集群并行计算的设计思想,在性能,性价比,可伸缩性和可用性等方面都超过基于巨型机的传统解决方案,具有广阔的发展前途. 组成部件 SIS ECLIPSE Parallel软件与HP ClusterBlocks 集群结合在一起形成了一个把最先进硬件和软件完美地结合在一起的油气储藏模拟解决方案,它的主要组成部件有: 基于安腾2处理器的HP Integrity rx2600服务器; 工厂组装的基于Myrinet高速互联网络的16-128节点 Linux集群系统; RedHat Linux Advanced Server 2.1操作系统; Platform Computing的负载调度软件(LSF) 5.0:用于平衡集群内各节点的工作负载,提供运行效率; 消息传递接口(MPICH/GM):用于支持基于集群架构系统内的并行计算; 集群管理软件:允许采用Scali, Scyld, ClusterWareLinux 等公司的软件管理集群系统运行和资源共享; SIS ECLIPSE Parallel 油气储藏模拟软件 SIS ECLIPSE Parallel解决方案的硬件系统使用HP Integrity rx2600服务器作为计算节点,高速的Myrinet作为互联设备组成Linux集群,为油气储藏模拟软件提供高性能运行平台. ECLIPSE Parallel软件把整个模拟模型分解成若干个子区域.
华师大高性能计算集群作业调度系统简明手册 华师大高性能计算集群采用曙光的Gridview作业管理系统，其中集成了torque+Maui，是十分强大的作业调度器。下面将依次介绍华师大的的作业调度系统的设定，使用，以及相关作业调度命令 一：华师大作业调度系统队列策略设定 由于华师大的超级计算中心共分三期建设，其作业调度设定较为复杂： CPU 节点名 (pestat 可查看) 节点Core 个数 队列备注 第一期E5450 b110-b149 b210-b229 8(2*4) mid1,huge 第二期E5640 b310-b339 b410-b439 8(2*4) mid2, hugeA(需申请) 其中hugeA队列提交后 需经批准 第三期X5675 ,GPU(c2050 ) a110-a149 a210-a249 a310-a339 a410-a447 12(2*6) mid3,small,ser ial,gpu hugeB(需申请), shu(私有队列) itcs(私有队列) 其中hugeB队列提交后 需经批准 shu和itcs为私有队列， 不向公共用户开放 在命令行输入cchelp 可以查看详细的华师大的作业调度系统策略，如下 二：作业调度系统的使用
华师大计算中心共有两个登陆节点login(59.78.189.188)和login1(59.78.189.187)，供用户登陆提交相关作业。一般来说，可直接使用命令行提交作业。不过为了规范和易于管理，建议使用PBS脚本进行作业提交，提交命令为qsub **.pbs(pbs脚本文件)。 下面将简要的分别给出串行作业和并行作业的PBS样本(已放至/home/目录下)，仅供参考，更多高级功能，请自行查阅相应手册。 1.串行作业pbs脚本样本 #PBS -N test \\表示该作业名称为test。 #PBS -l nodes=1:ppn=1 \\表示申请1 个节点上的1 颗CPU。 #PBS -j oe \\表示系统输出，如果是oe，则标准错误输出(stderr)和 标准输出(stdout)合并为stdout #PBS –q serial \\表示提交到集群上的serial 队列。 . /job>job.log 为提交的作业。 2.并行作业PBS脚本样本
收稿日期:2007-09-15 第一作者简介:左 婷(1979-),女,吉林省四平市人,现为吉林师范大学信息网络中心研究实习员. 2007年11月 吉林师范大学学报(自然科学版) .4第4期Journal of Jilin Normal University(Natural Science Edition)Nov.2007 Linux 高可用集群系统的结构和原理分析 左 婷1,吴会军2 (1.吉林师范大学信息网络中心,吉林四平136000;2.吉林省水文水资源局,吉林长春130000) 摘 要:通过对目前常用Linux 平台上高可用集群系统的软、 硬件基本结构和工作原理的分析与研究,构建容易扩展、高可用、易维护和管理、高性价比的计算机系统. 关键词:L inux;高可用集群系统;结构;原理 中图分类号:T P393 文献标识码:A 文章编号:1000-1840-(2007)04-0115-02 目前,很多国际知名软件公司和计算机厂商都推出了 自己的集群产品,其中值得一提的是T he H igh A vailability L inux Project 的开放源代码Heartbeat,已经同商业集群软件 一样成熟,而且较后者应用更为灵活.本文将着重介绍SuSE L inux Enterpr i se Server 10平台上Heartbeat2.0.8组成结构 和工作原理.1 Linux 高可用集群系统的基本概念伴随着集群技术的发展,出现了一些关于集群系统的概念和术语.(1)集群资源和集群资源代理.在集群系统中,所有由集 群控制和管理,并将其以单一和统一的形式提供给客户端用 户使用的计算机资源称为集群资源,例如:一种服务、一个 IP 地址、一个磁盘驱动,甚至可以说:除了节点,其它任何软 硬件资源都可以成为集群资源.而集群资源代理是为了控制 和管理某一集群资源而编写的代理程序脚本,集群软件通过 特定集群资源代理来操控某一集群资源,Heartbeat 套件本 身已经包含了一些常用资源代理,开发人员也可以自己按照 一定的规范编写;(2)指定协调者(也称主节点).主节点除了 具有其它一般节点具有的集群节点基本功能外,还负责对整 个集群系统的状态进行监控、分析和转换,对集群系统下达 集群指令,协调各节点的操作等,实际上是整个集群系统的 大脑!,显然一般情况下,整个集群系统只有一个主节点,但 当某些特殊情况发生时,例如主节点不再是集群中的节点, 主节点将发生迁移,即位置发生了变化,另一个节点将代替 它成为主节点;(3)ST ON IT H.英文 Shoot T he Other Node In T he Head !的缩写,代表一种将错误操作的节点进行隔离 的技术,为了防止错误操作的节点对集群资源进行破坏性控 制和操作,使其不断重新启动或关机,从而使其无法取得对 集群资源的控制权;(4)裂脑和仲裁.在某种情况下,由于软 硬件失败导致各节点无法相互确定彼此的状态时,整个集群将被分裂为几个部分,每个部分都想取得对集群资源的控制权,以保证集群的高可用,这种对集群资源的竞争将严重破坏集群资源的完整性和一致性,甚至导致整个集群瘫痪、硬件被损坏的严重后果,这种情况称为裂脑.为了防止裂脑的发生,由仲裁协议决定哪个部分来取得对集群资源的控制 权,为了继续保证系统的高可用,一般将控制权交给节点数 超过原集群节点数一半的部分,同时将其它节点进行隔离; (5)单点故障(失败).单点故障是指由于系统中某一组件的 故障或运行失败从而导致整个集群系统瘫痪和应用服务完 全停止,因此,在高可用集群的构建中应尽量避免单点故障.2 Heartbeat 的主要进程Heartbeat 的所有集群功能都是由它的进程和它们之间相互通信来具体实现的.(1)集群资源管理器(CRM ,Cluster Resource M anager).CRM 是集群系统中最主要的管理进程,它负责对整个集群资源的管理和约束,包括资源的配置及相互间依赖关系,并决定资源运行的状态、位置和时间等.另外它还负责监控本地资源管理器完成这些工作,CRM 通过与系统的每一个组件通信来相互作用和协调操作,CRM 通过heartbeat 通讯模块进行节点间通讯,从CCM 接受当前集群的成员信息,指令ST O NI TH Daremon 如何工作,负责记录系统日志等;(2)策略引擎(PE,CR M Policy Eng ine).PE 是CRM 的一个组件,只能在主节点上运行.PE 的功能是根据当前集群的状态及集群资源的约束配置计算出集群的下一个状态,即为T E 生成将要执行的计划和策略;(3)执行引擎(T E,CRM T ransi tion Engine).T E 也是CRM 的一个组件,只能在主节点上运行.T E 的功能是按照P E 生成的集群状态变化计划和策略,指令集群节点上的LRM 对具体的集群资源进行操作;(4)?115?
解决方案简介 面临的挑战 随着当前信息的爆炸式增长，以及在使用基于x86微芯片的通用硬件方面的不断创新，通常是由多台机器来提供计算以共同执行非常复杂的任务。这使得网络成为一个至关重要的HPC 组件。解决方案 瞻博网络提供一种高速的HPC 数据中心网络解决方案。此HPC 基础架构非常适合于那些希望近距离互连多台10GbE 服务器，而且延迟时间不能超过亚微秒的客户。优势 ? 基于10GbE 接入的模块化网络设计? 支持极大规模的低延迟连接? 提供多种功能来满足端到端的应用需求 高性能计算(HPC )数据中心解决方案 瞻博网络HPC 解决方案能够帮助客户执行密集的计算任务，并提供最大的网络效率和可靠性 面临的挑战 随着高性能集群解决方案和超级计算的日渐增加，越来越多的行业开始转向多节点集群应用。采用HPC 技术背后的主要驱动因素是越来越多的用户可以访问不断增加的数据量，这就需要进行计算以处理这些数据。由于基于以太网的集群解决方案的普及，以及在高性能业务中进行密集型计算和建模所带来的价值，很多企业开始重新审视计算集群为他们带来的经济效益。下面是多个行业从HPC 技术获得明显收益的实例： ? 设计工作室依靠计算集群来进行动画和视觉效果的渲染和建模。? 工程和建筑公司使用HPC 进行建模和3D 成像。? 石油和能源公司使用HPC 进行建模和地震研究。? 生物技术公司利用HPC 进行建模和预测性模型分析。? 投资公司和银行利用HPC 进行算法交易建模和快速市场分析。? 零售公司利用HPC 获得市场情报和进行基于视频的业务分析。? 学术界始终在挑战可以实现的最大计算能力。 一般说来，这些计算挑战对于网络提出了一系列极为苛刻的要求。局域网的最初设计目的是将相对较近的最终用户工作站连接在一起，并支持这些工作站与远程网络进行通信。HPC 网络对于网络的要求主要是服务器与服务器的连接性，局域网应用与现代数据中心在通信流量模式上有很大差距，与HPC 数据中心的差距就更大了。由于这些因素，我们看到以太网大约只服务于一半的HPC 市场，In? niband 还占有显著的市场份额。一直以来，Infiniband 都被视作服务于那些低延迟和极高性能的HPC 集群应用的传统技术。 不单单是现有的局域网架构不能很好地支持HPC 基础架构（瞻博网络基于1GbE 的集群交换fabric 技术可以解决这一问题），而且，长期以来以太网技术（实际上是局域网的基础）也缺乏某些HPC 集群所需的高性能特征。随着10GbE 的商业化，基于以太网的HPC 解决方案开始具有技术可行性和出色的经济性。