【正文】 ran 2020 Windows,Linux,Unix 有限元模型網(wǎng)格前后處理，需要大內(nèi)存和高端顯卡 Hyermesh 11 Windows,Linux 有限元模型網(wǎng)格前后處理，需要大內(nèi)存和高端顯卡 Pro/Intralink 9 Windows 設(shè)計數(shù)據(jù)管理軟件 Avidm Windows PDM 仿真類應(yīng)用軟件 Fluent Windows,Linux,Unix 流體力學(xué)計算，計算量大， IO 較小 CFX Windows,Linux,Unix 流體力學(xué)計算，計算量大， IO 較小 Ansys Windows,Linux,Unix 有限元分析，結(jié)構(gòu)仿真，計算量大，內(nèi)存需求大，IO 密集型任務(wù) Nastran,Mdnastran 2020 Windows,Linux,Unix 有限元分析，結(jié)構(gòu)仿真，計算量大，內(nèi)存需求大，IO 密集型任務(wù) Marc 2020 Windows,Linux,Unix 非線性有限元，結(jié)構(gòu)仿真，計算量大， IO 密集型任務(wù) Abaqus Windows,Linux,Unix 非線性有限元，結(jié)構(gòu)仿真，計算量大， IO 密集型航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 43 | Page 任務(wù) Feko Windows,Linux 電磁仿真，計算量大，內(nèi) 存需求大 Ansoft Windows,Linux 電磁仿真，計算量大，內(nèi) 存需求大 Matlab 2020 Windows,Linux 數(shù)值計算和編程。 5) 系統(tǒng)管理基于安全管理員、系統(tǒng)管理員、安全審計管理員權(quán)限分離的原則，提高了系統(tǒng)的安全性級別。 ? 參加課程前的要求： 在參加此課程之前，系統(tǒng)管理員應(yīng)該有使用 Linux/Unix 的經(jīng)驗，已經(jīng)掌握了基本的 Linux/Unix 常用命令。 建設(shè)完畢后，網(wǎng)站中包括作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)門戶、應(yīng)用虛擬化系統(tǒng)、現(xiàn)有二院工程資源中心網(wǎng)站內(nèi)容。 3) 網(wǎng)關(guān)集成 7 VNC 是 RealVNC 公司 的產(chǎn)品 。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 36 | Page 5) Real VNC7 為應(yīng)用環(huán)境提供穩(wěn)定的可視化交互登陸方式。 為了保證后續(xù)業(yè)務(wù)的變化和改進 在 用戶的硬件或軟件資源在將來的擴容條件下， 可以方便的 在不改變現(xiàn)有系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的情況下用戶將系統(tǒng) 擴展到更多的節(jié)點或者更多的集群上。 用戶賬戶的安全性 通過保證 Linux 系統(tǒng)用戶安全保證高性能集群用戶安全 。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 33 | Page 具體實現(xiàn)是通過 對 Linux 的文件設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限 。 統(tǒng)計報表和決策支持 統(tǒng)計分析功能 統(tǒng)計分析 組件，提供 對 集 群系統(tǒng)全面的負(fù)載和運行狀況分析報表。 虛擬桌面業(yè)務(wù)環(huán)境采用桌面虛擬化技術(shù)，通過構(gòu)建用戶定制的桌面環(huán)境，為用戶提供一個普適、高效的仿真辦公虛擬環(huán)境，在該 環(huán)境中用戶可以建立各個專業(yè)領(lǐng)域的仿真模型，也可以使用高層建模工具建立系統(tǒng)頂層模型。并將圖形 Session 的信息返回。 應(yīng)用程序 集成 批處理作業(yè)任務(wù) 如 CFX， Fluent， Ansys， Nastran, Abaqus 等。 Balance：將并行程序平均的調(diào)度在盡量少的計算單元之間。 用戶自定義調(diào)度器 本方案給管理員提供接口以實現(xiàn) 自定義調(diào)度策略，在無需重新編譯管理軟件或獲取源代碼，或調(diào)用其 API 接口的情況下，通過腳本實現(xiàn)特定的、獨一無二的調(diào)度策略，來滿足業(yè)務(wù)和管理的需求。公 平式調(diào)度能規(guī)定用戶或用戶組對計算資源的使用分額，保證計算資源能 按照管理員給用戶或用戶組所分配的額度 公平合理的使用。 2) 優(yōu)先級管理 License Scheduler 提供許可證 所有權(quán) （ License Ownership）保留和許可證搶占（ License Preemption）功能可輕易實現(xiàn)許可證使用的優(yōu)先級管理。 6 請參見 節(jié)需求。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 15 | Page 本方案基于流行并且成熟的商用調(diào)度軟件 Platform LSF， 在 基礎(chǔ)的調(diào)度策略之外，提供了豐富且實用的調(diào)度策略，管理員可以根據(jù)實際需要按需定制調(diào)度策略。 用戶“三員”管理 為了保障用戶賬戶的安全性， 本方案采用系統(tǒng)管理員，安全管理員，安全審計管理員。 ? 個人、項目和部門等工作情況分析，通過分析找出人員的工作效率和項目和部門的運營效率，為進一步提高效率提供參考。 圖 4 資源服務(wù)平臺門戶 門戶的整體功能架構(gòu) 本方案提供使用瀏覽器通過 Web Portal 服務(wù)器進行訪問和調(diào)用 4。 6) 整個系統(tǒng)部署分為兩部分： 計算服務(wù)器直接安裝相應(yīng)的操作系統(tǒng)，然后安裝作業(yè)調(diào)度軟件 LSF； 三維圖形服務(wù)器，部署要求的操作系統(tǒng)以及 DCV2+VNC，然后在每種操作系統(tǒng)上安裝作業(yè)調(diào)度軟件 LSF。 4) 對于應(yīng)用程序許可證服務(wù)，推薦使用三機冗余的模式，所有應(yīng)用程序許可證（ Pro/E, Nastran, Ansys, Fluent, Abaqus 等）在申請時都使用三臺機 器的網(wǎng)卡號，這樣只要有兩臺服務(wù)器正常，許可證服務(wù)就不會中斷，保證許可證服務(wù)的可靠性和連續(xù)性。 3) 提供對用戶作業(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。提供簡單方便的用戶使用、訪問方式，包括： CAD/CAE 資源的訪問，仿真計算資源訪問以及多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計資源訪問；提供簡單方便的系統(tǒng)管理和系統(tǒng)維護模式，特別是用戶管理（添加、刪除、修改等）方面。能夠根據(jù)用戶自定義調(diào)度策略。能夠針對型號研制人員和集群管理人員 提供不同的應(yīng)用方式?？梢匀娴睾偷讓拥妮d荷管理系統(tǒng)集成來進行作業(yè)調(diào)度、站點 管理、數(shù)據(jù)管理及作業(yè)提交和監(jiān)控。 設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一的 IT綜合應(yīng)用服務(wù)平臺 所涉及到的硬件有 : 1) 現(xiàn)有的高性能計算系統(tǒng)，包括： Linux 刀片集群、小型機和存儲。 就目前航天二院的實際情況來看，已經(jīng)具備建設(shè)這樣一個設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一的 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺。 4) 新引進的圖形服務(wù)器，配高端顯卡，用于大型三維 CAD、 CAE 建模和設(shè)計。 主要維護用戶的基本信息、將用戶分配到用戶組、為用戶分配角色等。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺 建設(shè)方案 2020 4 | Page 配、預(yù)留及預(yù)借； 9) 對軟件 License 可實現(xiàn)實時的圖形化健康監(jiān)控、使用情況監(jiān)控，及基于歷史數(shù)據(jù)的自動報表生成。包括批處理、命令行交互、 2D/3D 交互式程序。 8) 統(tǒng)計分析和計費：系統(tǒng)的運行情況向系統(tǒng)管理員和單位領(lǐng)導(dǎo)完全透明，實現(xiàn)投資回報分析功能。 系統(tǒng)架構(gòu) 硬件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 二院的硬件結(jié)構(gòu)如下圖所示： 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺 建設(shè)方案 2020 7 | Page 圖 1 系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析： 1) 整個應(yīng)用服務(wù)平臺可以通過防火墻進行封裝，只在防火墻上開放特定服務(wù)端口供用戶訪問，以提高系統(tǒng)的安全性。 Web Portal 服務(wù)器，提供基于瀏覽器的用戶訪問；并作為容錯服務(wù)器，提供更高的可靠性。建議將 San 存儲單獨劃一個區(qū)域，大小 4TB，用于存放用戶家目錄、應(yīng)用程序安裝目錄等。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺 建設(shè)方案 2020 12 | Page 圖 5 WEB PORTAL 功能航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 13 | Page 高性能計算應(yīng)用 在門戶中提供了 二院高性 能計算商業(yè)應(yīng)用與內(nèi)部開發(fā)環(huán)境在集群中的整合。 ? IT 的服務(wù)水平分析，減少因系統(tǒng)不正常工作對用戶的影響。 與二院工程資源中心網(wǎng)站整合 按照二院的需求，本方案將現(xiàn)有的工程資源中心的網(wǎng)站內(nèi)容和功能與 PAC portal 進行整合，整合后實現(xiàn)風(fēng)格統(tǒng)一，方便易用，友好的服務(wù)平臺門戶。 本方案完全滿足第一節(jié)系統(tǒng)需求分析部分的 對軟件可證管理要求的細(xì)節(jié)功能 6。 License Scheduler 可以根據(jù)項目對許可證的使用量，動態(tài)計算用戶的優(yōu)先級，并根據(jù)優(yōu)先級來響應(yīng)用戶的請求，從而保證各項目都能公平合理地使用許可證資源。 對于時間緊急的任務(wù)，我們可 設(shè)置 一個高優(yōu)先級的項目，該項目擁有所有的許可證。 5) 隨時間變化的調(diào)度：管理員可以根據(jù)業(yè)務(wù)量變化情況自定義集群在特定時段的使用 6) 獨占式調(diào)度：給用戶提供獨占式占用某部分計算資源的方式。這將所有的節(jié)點分為很多的節(jié)點組。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 20 | Page 基于用戶服務(wù)協(xié)議的 調(diào)度 基于用戶服務(wù)協(xié)議的 SLA 調(diào)度（ Service Level Agreement）在定義資源的提供者和資源的使用者達成共識的前提條件下，來調(diào)度和使用計算的硬件和軟件資源。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 23 | Page 圖 9 作業(yè)監(jiān)控和管理頁面 交互式 2D/3D任務(wù) 在程序運行過程中，如果需要應(yīng)用程序圖形界面顯示的配合，可選用VNC+DCV集成模塊，并配置二維圖形顯示服務(wù)器，實現(xiàn)基于 Web的二維和三維的應(yīng)用程序圖形交互。 圖 12 Fluent 的圖形交互 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 26 | Page 圖 13 通過 web 瘦客戶端進行 3D 交互 應(yīng)用虛擬化模式 系統(tǒng)中 遠程交互模式可以細(xì)分為個性化虛擬桌面環(huán)境和遠程軟件桌面使用兩種，主要通過仿真網(wǎng)格接口模塊實現(xiàn)。用戶可將部署、安裝、配置完畢的虛擬機發(fā)布到平臺中，平臺將以模板的形式對其進行管理。需要開放的服務(wù)器及其端口如下： Web Portal 服務(wù)器： 8080 報表服務(wù)器： 8080 二維圖形顯示服務(wù)器： 5800~5900 三維圖形顯示服務(wù)器： 7300, 5800~6000 許可證服務(wù)器：相關(guān)的許可證服務(wù)端口 為了 保證 Linux 系統(tǒng)安全 。 在數(shù)據(jù)傳輸方面， 用戶與服務(wù)平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸主要有如下兩個途徑：提交作業(yè)時輸入數(shù)據(jù)上傳到計算臨時存儲區(qū)；作業(yè)完成后結(jié)果數(shù)據(jù)從臨時存儲區(qū)轉(zhuǎn)移到用戶本地。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 34 | Page 系統(tǒng)審計 系統(tǒng)安全性的一個重要體現(xiàn)就是“有跡可查”，保證所有與系統(tǒng)安全性相關(guān)的事件，如：用戶管理（添加、刪除、修改等）、用戶登錄，任務(wù)運行，文件操作（拷貝，刪除，重命名，修改屬性）等都能被記錄，并通過統(tǒng)計分析，審查出異常。 2) License Scheduler 提供針對 Flexlm 的應(yīng)用軟件許可證的搶占和公平競爭調(diào)度，保證許可證公平的在各部門， 各 用戶間使用。自定制服務(wù)的內(nèi)容包括： 1) 整個方案的實施，包括系統(tǒng)分析、安裝、 與第三方產(chǎn)品集成、 調(diào)試 。用戶經(jīng)身份認(rèn)證系統(tǒng)認(rèn)證后，可直接登錄作業(yè)調(diào) 度 系統(tǒng)門戶。 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 38 | Page 終端用戶高性能集群使用培訓(xùn) ? 課程時長： 1 天 ? 授課形式： 定制課程，由航天二院提供培訓(xùn)環(huán)境 ? 授課內(nèi)容： 為航天二院終端用戶提供集群使用的培訓(xùn)。A 問題解答 Platform LSF 8 高級管理員培訓(xùn) 第四天 模塊 1 elim 自定義資源機制 模塊 2 作業(yè)的斷點恢復(fù)和重新運行 模塊 3 esub 和 exec 的使用 模塊 4 作業(yè)組和作業(yè)之間的依賴關(guān)系 模塊 5 資源預(yù)留機制 模塊 6 作業(yè)的執(zhí)行環(huán)境 第五天 模塊 7 使用 Application Profile 進行應(yīng)用程序提交 模塊 8 動態(tài)節(jié)點和浮動客戶端 模塊 9 多 LSF 集群之間的資源共享 模塊 10 更新包的安裝 航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 40 | Page 模塊 11 使用 Session Scheduler 調(diào)度批量短作業(yè) 模塊 12 在線動態(tài)配置 模塊 13 基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的調(diào)度 Qamp。 7) 集中統(tǒng)一管理所有設(shè)計、仿真和優(yōu)化相關(guān)軟件和相應(yīng)運行機器，使軟件維護、升級、性能調(diào)優(yōu)、錯誤修正、自動備份更加容易。 COSIM Windows,Linux 多學(xué)科、多目標(biāo)優(yōu)化 表 3 Platform 支持商用軟件部分列表航天二院設(shè)計、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 44 | Page