【正文】 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。 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)。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 。 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。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 。 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)。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。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。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。 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。 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。 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。 6 請參見 節(jié)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。 Balance：將并行程序平均的調(diào)度在盡量少的計算單元之間。并將圖形 Session 的信息返回。 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。 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 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。 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。 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。 10) 用戶使用方便，降低了技術(shù)推廣的難度。通過課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)管理員可以 掌握 LSF 集群管理和維護的知識，可以清楚的了解產(chǎn)品的功能以及產(chǎn)品的實施，配置方法以及管理。另外還包括用戶登錄，驗證用戶密碼查詢。 系統(tǒng)的 集群內(nèi)和多集群 擴展性 本方案可以在不改變現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的情況和許可證足夠的情況下，添加計算節(jié)點。 訪問權(quán)限：保證用戶存放數(shù)據(jù)文件夾的安全，確認(rèn)用戶和所屬組對存放數(shù)據(jù)文件夾的讀寫權(quán)限，保證其 它 組 的 用戶對數(shù)據(jù)文件夾無讀寫權(quán)限。 可支持 Citrix、 Vmware 等應(yīng)用虛擬化軟件，實現(xiàn)用戶管理與登錄方式的集成工作。 GPU 被作為 LSF 的自定制資源來管理，用戶可以用過 系統(tǒng)觀察 GPU 資源的使用 狀 態(tài)。 集群在保持完整性的同時，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 19 | Page 可以按功能劃分為獨立的工作區(qū)，用戶可以彼此獨立地在各個工作區(qū)運行作業(yè)。 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 17 | Page 對于按部門來劃分用戶的情況， 可以 將部門映射為項目來解決。 集群硬件以及許可證資源管理 集群硬件和許可證資源的管理通過調(diào)度策略來實現(xiàn)。 統(tǒng)計報表和計費 投資回報分析的核心是將資源的使用過程從黑箱轉(zhuǎn)變?yōu)榘紫洌瑥亩官Y源的使用情況和人員的工作情況向企業(yè)管理層透明，管理層可以通過分析結(jié)果找出投資中的不足，為下一步投資提供參考。 Vertica 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用于存儲集群系統(tǒng)運行和使用數(shù)據(jù)。 2) 以服務(wù)器為中心，將航天二院所有的設(shè)計、仿真和優(yōu)化應(yīng)用集中到服務(wù)器端。 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，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。 資源 服務(wù) 平臺 門戶 建設(shè) 高性能計算資源管理與作業(yè)調(diào)度系統(tǒng) 門戶，由此用戶可以在任何網(wǎng)絡(luò)可達的地方，快捷地訪問計算資源，方便地提交和監(jiān)控計算密集型作業(yè)，并回收作業(yè)結(jié)果。并且該高性能計算系統(tǒng)將要擴展到 100 萬億 次計算能力。 資源 管理包括計算資源管理、軟件資源管理、存儲 資源管理和 軟件許可證 資源管理。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、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 5 | Page 全性。其他管理節(jié)點作 為 NIS Slave，提高可靠性。 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 9 | Page 管理 軟件 的系統(tǒng)架構(gòu) 整個方案的系統(tǒng)架構(gòu)如下所示，從系統(tǒng)架構(gòu)圖可以看出，本方案從用戶訪問、資源管理到后端資源使用實時監(jiān)控，以及統(tǒng)計分析和計費，提供了一整套解決方案。 基于 Platform Analysis 的報表系統(tǒng)是針對企業(yè)的需求，提供了上述的統(tǒng)計分析功能。使所有用戶、項目和研究所下屬各部門公平合理地使用許可證資源，并提供優(yōu)先級控制，讓優(yōu)先級高的用戶盡快獲得所需的許可證。 系統(tǒng)管理員可以通過改變許可證的認(rèn)證配置，指定可使用高優(yōu)先級項目的用戶，和每個用戶可使用地許可證數(shù)量，以防止高優(yōu)先級項目被濫用。對一些應(yīng)用程序，通常來說運行在統(tǒng)一節(jié)點組內(nèi)的性能是最優(yōu)的，那么這就要求調(diào)度器在調(diào)度作業(yè)時考慮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 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 24 | Page 圖 10 用戶使用瘦客戶端或 portal 共享遠程計算資源 基于 圖 10 結(jié)構(gòu)的使用過程如下圖所示： 圖 11 通過 DCV 進行交互式設(shè)計 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 25 | Page 1) 用戶通過 PAC 登錄 Web Portal，然后在應(yīng)用程序列表中選擇需要運行的交互式應(yīng)用程序； 2) 應(yīng)用程序運行請求被發(fā)送到主調(diào)度服務(wù)器上，主調(diào)度服務(wù)器首先進行許可證調(diào)度。 協(xié)同設(shè)計仿真任務(wù) 協(xié) 同設(shè)計仿真任務(wù)模式為用戶提供分布式、跨企業(yè)的協(xié)同設(shè)計與仿真工作環(huán)境，實現(xiàn)模型的集成與協(xié)同互操作。 用戶任務(wù)的安全性 用戶的任務(wù)有交互任務(wù)和計算任務(wù)兩種類型。 3) PAC Portal 提供了一個可定制的、簡單易用的面向高性能計算 Web Portal，通過與 LSF 及應(yīng)用軟件的集成，最終用戶可通過 Web 方式統(tǒng)一使用計算資源，大大簡化了應(yīng)用人員使用的復(fù)雜性，提高了高性能計算的安全性、可管理性。 5) 軟件許可證管理系統(tǒng) 作業(yè) 調(diào)度 系統(tǒng)需包含軟件許可證管理系統(tǒng)， 支持 flexlm、 lmx、 lum 等多種軟件許可證管理方式。 2) 提供靈活的自定制開發(fā)服務(wù)。計算量 大。 ? 課程內(nèi)容 9： 9由于課程內(nèi)容不斷更新，具體內(nèi)容可能到授課時間會有所變化。 8 DCV 是 NICE 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 35 | Page 4 產(chǎn)品、 服務(wù) 和培訓(xùn) 本方案所包含的產(chǎn)品模塊組成 本 方案的實現(xiàn)將基于如下所列產(chǎn)品與服務(wù)： 1) Platform LSF 集群管理和任務(wù)調(diào)度軟件。 每一個 Linux 的文件或目錄，都有 3 組屬性，分別定義文件或目錄的所有者，用戶組和其他人的使用權(quán)限（只讀、只寫、可執(zhí)行、允許 SUID、允許 SGID 等）。用戶可以如同使用本機桌面環(huán)境一樣使用該環(huán)境，所不同的是這種方式允許用保存當(dāng)前使用狀態(tài)，并可以隨時隨地恢復(fù)使用狀態(tài) 。這類應(yīng)用對計算性能要求高，多數(shù)運行在后臺，用戶提交作業(yè)后基本不需要交互，因此最適合在計算服務(wù)器上運行，用戶只需要從桌面機上通過 Web 方式提交作業(yè)和進行一些必要的控制和管理。在作業(yè)提交、運行、結(jié)束時，執(zhí)行特定的檢查程序，從而激發(fā)站點自定義策略的執(zhí)行。 許可證所有權(quán)保留是指規(guī)定數(shù)量的某種許可證必須為某項目所有，當(dāng)該項目不使用這些許可證時，它們可以被其他項目使用；一旦該項目要使用這些許可證時， License Scheduler 將強制中止其他項目對這些許可證的使用。請參見本節(jié)如下內(nèi)容。 ? 記賬。 用戶端安裝 DCV Viewer+VNC。 5) 并建立基于數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計分析系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的運行狀態(tài)分析和計費。系統(tǒng)可 提供智能的調(diào)度策略，提高站點資源分配的靈活性，實現(xiàn)效率和公平的平衡，幫助站點在滿足業(yè)務(wù)需求的同時，提供資源的利用效率，獲取更高的投資回報率。 門戶 系統(tǒng)至少包括三個主體部分：用戶管理、 資源 管理與應(yīng)用中心 。 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 年 6 月 11 日 目錄 1 系統(tǒng)需求分析 ....................................................................................................................................................... 1