【正文】 ................ 33 用戶賬戶的安全性 ............................................................................................................................ 33 系統(tǒng)審計(jì) .............................................................................................................................................. 34 系統(tǒng)的集群內(nèi)和多集群擴(kuò)展性 ............................................................................................................ 34 4 產(chǎn)品、服務(wù)和培訓(xùn) ............................................................................................................................................ 35 本方案所包含的產(chǎn)品模塊組成 ............................................................................................................ 35 自定制服務(wù) ............................................................................................................................................... 36 售后服務(wù) .................................................................................................................................................... 37 管理員和用戶培訓(xùn) .................................................................................................................................. 37 終端用戶高性能集群使用培訓(xùn) ...................................................................................................... 38 Platform LSF 8 和 Platform Application Center 管理員培訓(xùn) ................................................... 38 5 本方案的優(yōu)勢(shì) ..................................................................................................................................................... 41 附 A PLATFORM 支持集成商用軟件列表 ............................................................................................................... 42 附 B 圖表目錄 ................................................................................................................................................................ 44 航天二院設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 建設(shè)方案 2020 1 | Page 1 系統(tǒng)需求分析 業(yè)務(wù)需求 航天器數(shù)字化設(shè)計(jì)中的三大關(guān)鍵步驟為： 1) 設(shè)計(jì)： CAD 建模， CAE 有限元網(wǎng)格前后處理； 2) 仿真： CFD（流體類仿真）， CAE（結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、動(dòng)力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、彈塑性等力學(xué)性能類仿真），電磁類仿真； 3) 優(yōu)化： 流體、結(jié)構(gòu)、電磁等多目標(biāo)、多學(xué)科的迭代優(yōu)化； 將上述三大關(guān)鍵步驟有機(jī)地整合在一起，以服務(wù)器為中心 ， 建設(shè)一個(gè)設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一的 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)；將為設(shè)計(jì)人員提供統(tǒng)一、高效、安全、可靠的大型三維模型設(shè)計(jì)平臺(tái)、高性能仿真計(jì)算平臺(tái)和多學(xué)科優(yōu)化平臺(tái)；從而在實(shí)現(xiàn)軟、硬件資源最大程度的共享的同時(shí)，提供更高的安全性和便利性，最大 程度地提高 IT 投資回報(bào)，提高設(shè)計(jì)人員的工作效率。 就目前航天二院的實(shí)際情況來看，已經(jīng)具備建設(shè)這樣一個(gè)設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一的 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)。主要為現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： 1) 航天二院已經(jīng)依托二部建設(shè)了集中的高性能計(jì)算系統(tǒng)，用于各種目的的大型仿真計(jì)算。并且該高性能計(jì)算系統(tǒng)將要擴(kuò)展到 100 萬億 次計(jì)算能力。 2) 航天二院將新引進(jìn)數(shù)十臺(tái)高性能圖形服務(wù)器，以滿足大型 CAD 建模、 CAE前后處理的需求。 3) 航天二院已經(jīng)研發(fā)了 COSIM 協(xié)同設(shè)計(jì)仿真平臺(tái) ，該平臺(tái)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、多學(xué)科的優(yōu)化。 設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一的 IT綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 所涉及到的硬件有 : 1) 現(xiàn)有的高性能計(jì)算系統(tǒng)，包括： Linux 刀片集群、小型機(jī)和存儲(chǔ)。 2) 新引進(jìn)的高性能計(jì)算系統(tǒng)，共計(jì) 516 個(gè)刀片 ， 6480 個(gè) core。 航天二院設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 建設(shè)方案 2020 2 | Page 3) 新引進(jìn)的 GPU 計(jì)算服務(wù)器。 4) 新引進(jìn)的圖形服務(wù)器，配高端顯卡，用于大型三維 CAD、 CAE 建模和設(shè)計(jì)。 5) 新引進(jìn)的 SAN 存儲(chǔ)，通過集群文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 6) 千兆以太網(wǎng)和 Infiniband 網(wǎng)絡(luò)。 資源 服務(wù) 平臺(tái) 門戶 建設(shè) 高性能計(jì)算資源管理與作業(yè)調(diào)度系統(tǒng) 門戶，由此用戶可以在任何網(wǎng)絡(luò)可達(dá)的地方，快捷地訪問計(jì)算資源，方便地提交和監(jiān)控計(jì)算密集型作業(yè)，并回收作業(yè)結(jié)果。 通過 開放的體系結(jié)構(gòu)，便于在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行有效的配置并和應(yīng)用軟件緊密集成?？梢匀娴睾偷讓拥妮d荷管理系統(tǒng)集成來進(jìn)行作業(yè)調(diào)度、站點(diǎn) 管理、數(shù)據(jù)管理及作業(yè)提交和監(jiān)控。 門戶 系統(tǒng)至少包括三個(gè)主體部分：用戶管理、 資源 管理與應(yīng)用中心 。 用戶管理包括對(duì) 用戶 的創(chuàng)建、刪除、修改、查看等功能。 主要維護(hù)用戶的基本信息、將用戶分配到用戶組、為用戶分配角色等。另外還包括用戶登錄，驗(yàn)證用戶密碼查詢。 資源 管理包括計(jì)算資源管理、軟件資源管理、存儲(chǔ) 資源管理和 軟件許可證 資源管理。其中計(jì)算資源管理能夠?qū)崿F(xiàn)物理計(jì)算資源和虛擬計(jì)算資源的管理 ； 軟件資源管理完成軟件資源的查找、瀏覽、使用的功能； 存儲(chǔ) 資源管理 包括對(duì)平臺(tái)后臺(tái)存儲(chǔ)狀態(tài)的監(jiān)控，分配等功能；軟件許可證 資源管理實(shí)現(xiàn) 軟件許 可證 資源的添加、分配、瀏覽和更新。 應(yīng)用中心 直接面向 用戶提供 服務(wù)，包括實(shí)現(xiàn)用戶的批作業(yè)應(yīng)用、交互式應(yīng)用和協(xié)同應(yīng)用的三種使用模式。能夠針對(duì)型號(hào)研制人員和集群管理人員 提供不同的應(yīng)用方式。 航天二院設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 建設(shè)方案 2020 3 | Page 軟件許可證管理 1 許可證資源是昂貴的，為了更好的利用許可證資源， 要求 方案應(yīng)提供 軟件許可證管理的多項(xiàng)功能，能滿足生產(chǎn)系統(tǒng)的需要，其特性及實(shí)現(xiàn)方法 要求 如下： 1) 所有 HPC 計(jì)算軟件所需的 License/Feature 都在 系統(tǒng) 內(nèi)被定義為一個(gè)server 級(jí)別的、動(dòng)態(tài)的資源，其值直接來自相應(yīng)的 License 服務(wù)器，并在一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)保持不變 ； 2) 根據(jù)作業(yè)所需的各種 License/Feature 資源，進(jìn)行基于用戶或用戶組的數(shù)量限制。 3) 作業(yè)在運(yùn)行前，確保該作業(yè)所需的 License/Feature 在許可證服務(wù)器上當(dāng)前空閑可用，才會(huì)將此作業(yè)投入運(yùn)行狀態(tài)； 4) 作業(yè)被搶占時(shí)，多數(shù)商用軟件均可實(shí)現(xiàn)許可證及時(shí)釋放，如不能， 需 尋找可能的解決方式 來 解決此問題； 5) 如果 HPC 計(jì)算軟件許可證和桌面軟件不是通用的，不存在搶占、相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，則可實(shí)現(xiàn)許可證在 HPC 作業(yè)之間穩(wěn)健的搶占，以及基于份額的分配； 6) 如果 HPC 計(jì)算軟件的許可證和桌面軟件通用，則可考慮進(jìn)行實(shí)現(xiàn)靜態(tài)劃分，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的搶占； 7) 可管理 /調(diào)度 Flex、 LUM、 LM 及專用的一些許可證授權(quán)服務(wù)器管理的License 8) 基于 Flex/LM，可幫助用戶實(shí)現(xiàn) License 訪問控制、在個(gè)人 /組之間的分 1 此項(xiàng)要求較為細(xì)節(jié)。 航天二院設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 建設(shè)方案 2020 4 | Page 配、預(yù)留及預(yù)借； 9) 對(duì)軟件 License 可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的圖形化健康監(jiān)控、使用情況監(jiān)控，及基于歷史數(shù)據(jù)的自動(dòng)報(bào)表生成。 基于 需求的功能分析 設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一的 IT綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，將依托 航天二院現(xiàn)有的軟件資源，虛擬化以及 COSIM 協(xié)同設(shè)計(jì)仿真平臺(tái) ，試圖在 IT層面，將計(jì)算機(jī)和相關(guān)應(yīng)用程序資源轉(zhuǎn)化為 SOA 服務(wù)，為用戶提供 簡(jiǎn)單 的獲得應(yīng)用程序方式 和調(diào)用接口。 通過與航天二院專家的充分交流，對(duì)設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化統(tǒng)一 IT綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的功能，達(dá)成如下共識(shí)： 1) 統(tǒng)一調(diào)度與管理：要求實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算系統(tǒng)中所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、 GPU 服務(wù)器和圖形服務(wù)器 以及許可證資源 的統(tǒng)一管理和調(diào)度。 2) 完善的用戶管理：支持 Linux unix Windows 多種系統(tǒng)用戶管理；支持 nis系統(tǒng)；能夠 在 portal 頁面完成用戶注冊(cè)，刪除，用戶分組，權(quán)限分配等功能；能夠自定義用戶和用戶組的資源配置。 3) 資源調(diào)度策略：支持多種資源調(diào)度機(jī)制。能夠根據(jù)用戶自定義調(diào)度策略。系統(tǒng)可 提供智能的調(diào)度策略，提高站點(diǎn)資源分配的靈活性，實(shí)現(xiàn)效率和公平的平衡，幫助站點(diǎn)在滿足業(yè)務(wù)需求的同時(shí)，提供資源的利用效率，獲取更高的投資回報(bào)率。 4) 應(yīng)用軟件集成：在 PAC portal 上集成用戶使用的所有應(yīng)用程序。包括批處理、命令行交互、 2D/3D 交互式程序。 5) 安全性：整個(gè)系統(tǒng)必須具有良好的安全性。在集群網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)備提供基礎(chǔ)安全策略的前提下，系統(tǒng) 保證用戶間的相互隔離，不同單位的數(shù)據(jù)和作業(yè)安航天二院設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 建設(shè)方案 2020 5 | Page 全性。支持“三員分離”的系統(tǒng)分級(jí)保護(hù)，區(qū)分系統(tǒng)管理員，安全管理員，安全審計(jì)管理員三種類型的管理員，并且三種管理員可以通過登錄統(tǒng)一的門戶，實(shí)現(xiàn)不同性質(zhì)的系統(tǒng)管理功能。 6) 簡(jiǎn)便：在高安全性的前提下，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)頁的任務(wù)提交、管理和系統(tǒng)監(jiān)控。提供簡(jiǎn)單方便的用戶使用、訪問方式，包括： CAD/CAE 資源的訪問，仿真計(jì)算資源訪問以及多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)資源訪問；提供簡(jiǎn)單方便的系統(tǒng)管理和系統(tǒng)維護(hù)模式，特別是用戶管理（添加、刪除、修改等）方面。 7) 應(yīng)用程序圖形交互： 二維交互：很多仿真軟件， 如： Fluent, CFX, Fastran 等；需要在計(jì)算過程中通過自身提供的監(jiān)控程序，以圖形方式查看和管理計(jì)算過程，因此用戶需要在瀏覽器上運(yùn)行和使用相關(guān)的監(jiān)控程序。 三維交互： CAD 設(shè)計(jì)， CAE 前后處理，直接通過瀏覽器啟動(dòng)和管理。 8) 統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)費(fèi)：系統(tǒng)的運(yùn)行情況向系統(tǒng)管理員和單位領(lǐng)導(dǎo)完全透明，實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)分析功能。用戶對(duì)資源的使用情況可以通過計(jì)費(fèi)賬單的形式反映出來，方便內(nèi)部核算。 航天二院設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái) 建設(shè)方案 2020 6 | Page 2 系統(tǒng) 總體 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 通過對(duì)航天二院的具體業(yè)務(wù)需求、已有和新引進(jìn)的計(jì)算機(jī)資源實(shí)際情況，進(jìn)行全面、認(rèn)真的分析和研究，特 制定如下系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則： 1) 提供完整的體系架構(gòu)，統(tǒng)一管理航天二院的現(xiàn)有高性能計(jì)算系統(tǒng)和新引進(jìn)的高性能計(jì)算系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)整合和調(diào)度管理。 2) 以服務(wù)器為中心，將航天二院所有的設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化應(yīng)用集中到服務(wù)器端。并通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)： CAD/前后處理類三維可視化設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件使用和管理 仿真類應(yīng)用軟件的使用和管理 優(yōu)化類應(yīng)用軟件的使用和管理 從而保證用戶在低端桌面機(jī)上不用安裝任何應(yīng)用軟件的情況下，運(yùn)行大型的設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化任務(wù)。 3) 提供對(duì)用戶作業(yè)的管理和控制，提供一系列作業(yè)調(diào)度功能從而保證資源使用上的公平合理性； 4) 提供與 COSIM 系統(tǒng)的接口，保證后續(xù)的集成。 5) 并建立基于數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)分析和計(jì)費(fèi)。 為航