【正文】 11) 為航天二院提供一種許可證集中控制和管理的機制和手段，更高效、經(jīng)濟地使用許可證。 4) 所有的設計、仿真和優(yōu)化任務都集中在服務器上，保 證了數(shù)據(jù)大集中，既提高了系統(tǒng)的安全性，又有利于協(xié)同工作，提供工程師效率。本課程提供實驗環(huán)境，結合課程內(nèi)容提供了大量的實踐環(huán)節(jié)，可以幫助管理員深入理解和熟練使用 LSF 高性能計算集群。 6) 網(wǎng)站建設 建設二院云資源服務平臺門戶系統(tǒng)，需要具備的 功能 包括 新聞發(fā)布、論壇交流、發(fā)布文章、軟件下載等 。 根據(jù)涉密信息系統(tǒng)分級保護要求，系統(tǒng)具有 系統(tǒng)管理員，安全保密管理員，安全審計管理員 三種角色，采用 三種管理權限分離地方式，實現(xiàn)用戶賬戶的安全性。 4) 基于 Platform Analysis（ PA）的統(tǒng)計分析和計費系統(tǒng) Platform Analysis 使用 Vertica 作為數(shù)據(jù)庫平臺， 為海量數(shù)據(jù)的聯(lián)機在 線分析 (OLAP)提供了有效的解決方案，從而使得用戶在 TB 級的數(shù)據(jù)表上，能在數(shù)秒鐘內(nèi)“鉆取”到感興趣的數(shù)據(jù) 。默認提供了多集群 擴展功能。 對交互任務，通過 Session 管理，讓一臺機器只啟動一個 Session 保證應用程序間的嚴格隔離。 上傳下載權限：確認用戶只對自己的數(shù)據(jù)文件夾里的數(shù)據(jù)具有上傳下載權限，其 它 組 的 用戶都 沒有 上傳下載權限。 本方案 在 Portal 中實現(xiàn)調(diào)度系統(tǒng) 與二部云仿真系統(tǒng)的集成。 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 27 | Page 支持包括虛擬桌面業(yè)務環(huán)境和虛擬應用發(fā)布。 4) 應用程序通過 DCV 在實際分配的圖形服務器上啟動，使用遠程服務器上的 CPU、內(nèi)存和顯卡。應用在通過 LSF 的調(diào)度策略被派發(fā)之后，再根據(jù) GPU 的共享模式來共享 GPU 資源。 提供 如下 所述 智能化作業(yè)部署策略 。例如，可 以為各部門分配機器組和用戶組，在保證統(tǒng)一管理的情況下，各部門能相對獨立地使用計算資源。 2) 公平調(diào)度 功能： 保證服務器資源能被合理分配和使用。每個部門可以設定一個或多個項目，并設置相應的使用份額。 下節(jié)將詳述許可證調(diào)度策略。調(diào)度策略決定了資源的 共享 方式進而決定了資源的使用效率。 報表分析系統(tǒng)需 采用先進的關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和在線航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 14 | Page 聯(lián)機分析系統(tǒng)，快速挖掘 系統(tǒng) 數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)圖形化，通過瀏覽器生成圖表直觀的顯示給客戶，并可以管理多個 子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)。一個企業(yè)最關心的，應該是下面幾種統(tǒng)計分析結果： ? 各種資源（ CPU，內(nèi)存，許可證等）的利用率，并通過分析找出影響系統(tǒng)性能的資源瓶頸，從而為進一步的投資提供依據(jù)。 3 此處對圖形工作站的操作系統(tǒng)要求 為 Windows7，用戶瀏覽器為 IE8/9， Mozilla Firefox 9, 10 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺 建設方案 2020 10 | Page 圖 3 DCV 的部署結構 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺 建設方案 2020 11 | Page 3 系統(tǒng)詳細設計 資源服務 平臺 門戶系統(tǒng) 門戶系統(tǒng)的整體層次架構如下圖所示 ，本節(jié)將分別將如下功能拆解介紹。 Tableau 報表服務器，用于報表分析，并提供計費賬單。用戶需要運行仿真或優(yōu)化計算任務時，使用瀏覽器將任務提交到計算服務器上運行；用戶需航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺 建設方案 2020 8 | Page 要運行三維設計任務時，通過瀏覽器在圖形服務器上運行相應任務，并將圖形界面顯示到用戶桌面機上，進行相關交互設計。并通過瀏覽器實現(xiàn)： CAD/前后處理類三維可視化設計應用軟件使用和管理 仿真類應用軟件的使用和管理 優(yōu)化類應用軟件的使用和管理 從而保證用戶在低端桌面機上不用安裝任何應用軟件的情況下，運行大型的設計、仿真和優(yōu)化任務。 6) 簡便：在高安全性的前提下，實現(xiàn)基于網(wǎng)頁的任務提交、管理和系統(tǒng)監(jiān)控。 3) 資源調(diào)度策略：支持多種資源調(diào)度機制。 應用中心 直接面向 用戶提供 服務，包括實現(xiàn)用戶的批作業(yè)應用、交互式應用和協(xié)同應用的三種使用模式。 通過 開放的體系結構，便于在各種網(wǎng)絡環(huán)境中進行有效的配置并和應用軟件緊密集成。 3) 航天二院已經(jīng)研發(fā)了 COSIM 協(xié)同設計仿真平臺 ，該平臺已經(jīng)可以實現(xiàn)多目標、多學科的優(yōu)化。主要為現(xiàn)在如下幾個方面： 1) 航天二院已經(jīng)依托二部建設了集中的高性能計算系統(tǒng)，用于各種目的的大型仿真計算。 5) 新引進的 SAN 存儲，通過集群文件系統(tǒng)實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)存儲。另外還包括用戶登錄，驗證用戶密碼查詢。 基于 需求的功能分析 設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一的 IT綜合應用服務平臺，將依托 航天二院現(xiàn)有的軟件資源，虛擬化以及 COSIM 協(xié)同設計仿真平臺 ，試圖在 IT層面，將計算機和相關應用程序資源轉化為 SOA 服務，為用戶提供 簡單 的獲得應用程序方式 和調(diào)用接口。 5) 安全性：整個系統(tǒng)必須具有良好的安全性。用戶對資源的使用情況可以通過計費賬單的形式反映出來，方便內(nèi)部核算。 2) 整個系統(tǒng)使用 NIS 進行用戶認證，一臺單獨的認證服務器作為 NIS Master。 PA Server 服務器，用于集群系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、轉化和加載的統(tǒng)一管理 和調(diào)度。 2 Desktop Cloud Virtualization： NICE 公司 2D/3D 圖形工作站共享軟件。集成整合后，用戶在門戶上就可以提交并管理自己的高性能計算任務，基于調(diào)度策略的共享高性能計算的硬件和軟件資源。 ? 安全審計分析，減少系統(tǒng)安全漏洞。 具體需求和功能 尚未細化 。 許可證資源的調(diào)度可以促使 許可證 資源的合理分配。特別是當許可證不足時， License Scheduler 將根據(jù)用戶的優(yōu)先級排隊調(diào)度用戶的任務。這樣一旦用戶通過該項目啟動應用程序， License Scheduler 將保證用戶在任何情況下都能立刻獲得需要的許可正。 7) 靈活的機器和用戶 分組調(diào)度： 提供機器分組和用戶分組的功能，利用這種 功能，集群可以劃分為多個功能區(qū)（節(jié)點組），提供不同的服務。節(jié)點組之間通過高速網(wǎng)絡互聯(lián)，節(jié)點組內(nèi)通過基礎網(wǎng)絡互 連 。 在這種調(diào)度策略下，用戶只需要告訴管理員在“何時”需要多少“何種”資源就，系統(tǒng)就會按照所要求的服務協(xié)議在規(guī)定的時間里 ， 保證給用戶提供需要的數(shù)目的資源數(shù)量。 在這種架構下， 用戶的客戶端不再需要獨自占用高端的圖形工作站，只需在遠程的 CAD服務器和用戶客戶端之間需要配置專用的 3D遠程處理軟件，用戶將 CAD任務提交到 portal，遠程渲染好的結果就可以傳輸?shù)娇蛻舳?。其中個性化虛擬桌面環(huán)境是以桌面虛擬化技術為基礎，根據(jù)用戶定 制需求，動態(tài)構建一個用戶獨享的安全的仿真應用桌面使用環(huán)境，在該環(huán)境中動態(tài)安裝好了用戶定制的工程軟件，用戶可以在該虛擬桌面里進行基于各種軟件的計算與分析工作。那么，有同樣使用需求的用 戶就可選擇此模板創(chuàng)建虛擬桌面，而無需再從頭配置就可使用相同環(huán)境的虛擬桌面。 禁止不必要的服務，如 FTP、 tel、 UUCP、 ntalk等，保證系統(tǒng)不存在安全漏洞，保證系統(tǒng)安全運行?？刹捎? 協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密安全傳輸。報表數(shù)據(jù)庫可以記錄所有的審計數(shù)據(jù)，并提供安全審計報表。當許可證不足時，保證優(yōu) 先級高的作業(yè)搶占并獲得許可證優(yōu)先執(zhí)行。 2) 用戶管理 用戶管理包括對 用戶 的創(chuàng)建、刪除、修改、查看等功能。 4) 與應用虛擬化系統(tǒng)集成 作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)門戶需與二部應用虛擬化系統(tǒng)進 行集成，用戶登錄作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)后可直接訪問應用虛擬化系統(tǒng)。經(jīng)過此培訓，終端用戶可在日常工作中熟練的使用集群完成高性能計算任務。A 問題解答 表 2 Platform LSF 產(chǎn)品培訓航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 41 | Page 5 本 方案的優(yōu)勢 1) 商業(yè)成熟的調(diào)度軟件以及產(chǎn)品家族。 8) 提供了平臺中立的統(tǒng)計分析報表功能，支持多種作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)一致性 的軟 /硬件利用率分析和投資回報分析。 優(yōu)化類應用軟件 Hyperworks 11 Windows,Linux 仿真優(yōu)化，計算量大。降低了大型三維設計和高性能仿真和優(yōu)化計算的門檻。 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 39 | Page Platform LSF 8 基礎管理員培 訓 時間 模塊 內(nèi)容 第一天 模塊 1 LSF 概念和定義 模塊 2 系統(tǒng)需求以及安裝實踐 模塊 3 作業(yè)提交 和控制 模塊 4 基礎資源管理 模塊 5 集群查詢命令 第二天 模塊 6 LSF 體系結構 模塊 7 LSF 配置文件介紹 模塊 8 Application Profile 應用程序集成和部署 模塊 9 調(diào)度策略配置和實踐 模塊 10 資源限制管理 模塊 11 集群管理 第三天（上午） 模塊 12 基于 EGO 之上的 LSF 模塊 13 LSF8 新功能介紹 模塊 14 錯誤調(diào)試和日志分析 模塊 15 錯誤分析方法介紹 模塊 16 Platform 產(chǎn)品介紹 第三天（下 午） 模塊 17 PAC 介紹（ Web Portal） 模塊 18 PAC 基本功能介紹 模塊 19 PAC 應用程序集成以及實踐 Qamp。 管理員和用戶培訓 本方案提供最終用戶和管理員培訓，培訓形式以及內(nèi)容請參見如下介紹。 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 37 | Page 門戶系統(tǒng)登錄方式與二部身份認證網(wǎng)關進行集成，通過使用用戶 x509 證書進行登錄。 自定制服務 針對航天二院的系統(tǒng)需求，本方案提供自定制服務。提供多種調(diào)度策略，實現(xiàn)負載均衡和資源使用優(yōu)化。 根據(jù)定制需要，本方案 支持“三員分離”的系統(tǒng)分級保護，區(qū)分系統(tǒng)管理員，安全管理員，安全審計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，實現(xiàn)不同性質(zhì)的系統(tǒng)管理功能。通過對 Linux 文件權限的設置，保證文件不能被未被授權的用戶 或用戶組 訪問，保證用戶數(shù) 據(jù)安全。其主要功能如下： 許可證 監(jiān)控、報表分析 可以對許可證從如下（并不限于）幾方面進行報表 原始許可證使用報告 每日平均許可證使用報告 每日峰值報告 月度許可證使用報告 許可證使用月份比較分析 基于用戶、組、成本中心的報告 許可證拒絕報告 實時監(jiān)控 實時使用報告 支持多種 License 類型， 包括 : 支持冗余 License 支持同一軟件、多個許可證服務器，使用數(shù)據(jù)的疊加 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 29 | Page 支持基于 FlexNET/FlexLM 或 LUM（未來支持 LMX）的一切 CAX 軟件 支持許可證數(shù)量隨時間調(diào)整 用戶可以： 掌握軟件許可證的歷史和實時使用情況 ； 根據(jù)使用情況來基于項目或部門或專業(yè)，進行費用分攤 ； 根據(jù)歷史使用情況調(diào)整軟件許可證數(shù)量，以滿足高峰需求并降低拒絕次數(shù) ； 根據(jù)實 時使用狀況，采取措施，降低許可證費用 ； 尖峰 ? 采購較少許可證，但對業(yè)務影響甚少 低谷 ? 考慮多地域、時區(qū)共享；考慮夜間進行 HPC 計算策略 通過重新調(diào)整許可證的分配，來提高利用率并降低費用 ； 根據(jù)歷史使用數(shù)據(jù)，在許可證續(xù)費、采購時爭取更合理條款 ； 預測未來許可證需求 ； 資源和許可證使用報表和趨勢分析 圖表 舉例 ： 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 30 | Page 圖 14 多集群健康狀態(tài) 圖 15 資源使用趨勢 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 31 | Page 圖 16 用戶使用許可證統(tǒng)計 圖 17 許可證被占用情況統(tǒng)計 航天二院設計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應用服務平臺建設方案 2020 32 | Page 系統(tǒng)安全性 網(wǎng)絡安全 通過配置防火墻或交換機安全策略，整個高性能計算系統(tǒng)只需要在防火墻上針對特定服務器開放特定端口，就可以實現(xiàn)正常的訪問和使用，保證了系統(tǒng)的安全性。 虛擬桌面應用發(fā)布 即 用戶可以將虛擬桌面中的應用程序發(fā)布到本地中，只需在本地中點擊應用程序即可打開應用程序的窗口，如同在本地中安裝了此應用程序一般，但又不耗占本地的 CPU 等資源，程序實際還是運行在遠程服務器中。 Fluent 基于瀏覽器的圖形交互，數(shù)據(jù)在服務器上，實際程序也運行在服務器上，但通過 Web 可以