【導(dǎo)讀】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)平臺建設(shè)方案

　　

【正文】 cheduling Policy），讓用戶以獨(dú)占模式使用計(jì)算節(jié)點(diǎn)，防止同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行多個(gè)用戶作業(yè)導(dǎo)致信息泄漏有關(guān)的安全性問題。 對交互任務(wù)，通過 Session 管理，讓一臺機(jī)器只啟動(dòng)一個(gè) Session 保證應(yīng)用程序間的嚴(yán)格隔離。 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 。 在 Linux 系統(tǒng)中，系統(tǒng)將輸入的用戶名存放在 /etc/passwd 文件中，而將輸入的口令以加密的形式存放在 /etc/shadow 文件中，在正常情況下，這些口令和加密信息由操作系統(tǒng)保護(hù)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行訪問的只能是超級用戶（ root）和操作系統(tǒng)的一些應(yīng)用程序。 根據(jù)定制需要，本方案 支持“三員分離”的系統(tǒng)分級保護(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。 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)平臺建設(shè)方案 2020 34 | Page 系統(tǒng)審計(jì) 系統(tǒng)安全性的一個(gè)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(yùn)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(jì)分析，審查出異常。報(bào)表數(shù)據(jù)庫可以記錄所有的審計(jì)數(shù)據(jù)，并提供安全審計(jì)報(bào)表。本方案針對航天二院的實(shí)際需求，收集相關(guān)的審計(jì)信息，對應(yīng)用服務(wù)平臺內(nèi)的所有服務(wù)器進(jìn)行審計(jì)。 系統(tǒng)的 集群內(nèi)和多集群 擴(kuò)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(jì)算節(jié)點(diǎn)。默認(rèn)提供了多集群 擴(kuò)展功能。 為了保證后續(xù)業(yè)務(wù)的變化和改進(jìn) 在 用戶的硬件或軟件資源在將來的擴(kuò)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(kuò)展到更多的節(jié)點(diǎn)或者更多的集群上。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(shí)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。提供多種調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和資源使用優(yōu)化。 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。當(dāng)許可證不足時(shí)，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。 3) PAC Portal 提供了一個(gè)可定制的、簡單易用的面向高性能計(jì)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(jì)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(jì)算的安全性、可管理性。 PAC 還提供 VNC集成功能，用戶可以通過 Web 運(yùn)行基于 X Windows 的二維應(yīng)用程序。 4) 基于 Platform Analysis（ PA）的統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)費(fèi)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(jī)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) 。 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。 6) NICE DCV8 提供了一個(gè)遠(yuǎn)程 二維和 OpenGL 三維可視化的解決方案，通過 PAC 集成 DCV，用戶可以使用低端的桌面機(jī)，通過使用遠(yuǎn)程圖形服務(wù)器的 CPU、內(nèi)存、顯卡等完成大型 二維 /三維交互設(shè)計(jì)。 自定制服務(wù) 針對航天二院的系統(tǒng)需求，本方案提供自定制服務(wù)。自定制服務(wù)的內(nèi)容包括： 1) 整個(gè)方案的實(shí)施，包括系統(tǒng)分析、安裝、 與第三方產(chǎn)品集成、 調(diào)試 。 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。 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。 根據(jù)涉密信息系統(tǒng)分級保護(hù)要求，系統(tǒng)具有 系統(tǒng)管理員，安全保密管理員，安全審計(jì)管理員 三種角色，采用 三種管理權(quán)限分離地方式，實(shí)現(xiàn)用戶賬戶的安全性。 3) 網(wǎng)關(guān)集成 7 VNC 是 RealVNC 公司 的產(chǎn)品 。 8 DCV 是 NICE 公司的產(chǎn)品 。 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)平臺建設(shè)方案 2020 37 | Page 門戶系統(tǒng)登錄方式與二部身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)進(jìn)行集成，通過使用用戶 x509 證書進(jìn)行登錄。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。 4) 與應(yīng)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(yīng)用虛擬化系統(tǒng)進(jìn) 行集成，用戶登錄作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)后可直接訪問應(yīng)用虛擬化系統(tǒng)。 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。提供 軟件許可證管理的多項(xiàng)功能 ，包括二部應(yīng)用軟件許可證管理、查詢、預(yù)約、統(tǒng)計(jì)并聲稱報(bào)表等功能，軟件界面友好易用。 6) 網(wǎng)站建設(shè) 建設(shè)二院云資源服務(wù)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 。 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。 售后服務(wù) 提供 3 年的 7 24 小 時(shí) 電話和郵件 的標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)支持服務(wù) 。 管理員和用戶培訓(xùn) 本方案提供最終用戶和管理員培訓(xùn)，培訓(xùn)形式以及內(nèi)容請參見如下介紹。 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(shí)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)。經(jīng)過此培訓(xùn)，終端用戶可在日常工作中熟練的使用集群完成高性能計(jì)算任務(wù)。 Platform LSF 8 和 Platform Application Center管理員培訓(xùn) ? 課程時(shí)長 : 5 天 ? 授課形式 : 教室授課（含實(shí)驗(yàn)環(huán)境，公開課形式） ? 在線簡介 : iningcourses ? 課程描述： 本 Platform LSF 8 和 Platform Application Center 培訓(xùn)是以動(dòng)手實(shí)踐為基礎(chǔ)的課程。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(hù)的知識，可以清楚的了解產(chǎn)品的功能以及產(chǎn)品的實(shí)施，配置方法以及管理。本課程提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境，結(jié)合課程內(nèi)容提供了大量的實(shí)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(jì)算集群。 ? 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(yàn)，已經(jīng)掌握了基本的 Linux/Unix 常用命令。 ? 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(shí)間會(huì)有所變化。 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)平臺建設(shè)方案 2020 39 | Page Platform LSF 8 基礎(chǔ)管理員培 訓(xùn) 時(shí)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(shí)踐 模塊 3 作業(yè)提交 和控制 模塊 4 基礎(chǔ)資源管理 模塊 5 集群查詢命令 第二天 模塊 6 LSF 體系結(jié)構(gòu) 模塊 7 LSF 配置文件介紹 模塊 8 Application Profile 應(yīng)用程序集成和部署 模塊 9 調(diào)度策略配置和實(shí)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(cuò)誤調(diào)試和日志分析 模塊 15 錯(cuò)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(yīng)用程序集成以及實(shí)踐 Qamp。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(jī)制 模塊 2 作業(yè)的斷點(diǎn)恢復(fù)和重新運(yùn)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(jī)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(jìn)行應(yīng)用程序提交 模塊 8 動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)和浮動(dòng)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(jì)、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(dòng)態(tài)配置 模塊 13 基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的調(diào)度 Qamp。A 問題解答 表 2 Platform LSF 產(chǎn)品培訓(xùn)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)平臺建設(shè)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。 2) 提供靈活的自定制開發(fā)服務(wù)。 3) 強(qiáng)大的售后技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，北京 30 人的團(tuán)隊(duì)。 4) 所有的設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化任務(wù)都集中在服務(wù)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。 5) 系統(tǒng)管理基于安全管理員、系統(tǒng)管理員、安全審計(jì)管理員權(quán)限分離的原則，提高了系統(tǒng)的安全性級別。 6) 保證用戶在不安裝任何應(yīng)用程序的情況下，可以在低端桌面機(jī)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)行大型的三維 CAD 設(shè)計(jì)，大型的仿真計(jì)算和優(yōu)化計(jì)算。降低了大型三維設(shè)計(jì)和高性能仿真和優(yōu)化計(jì)算的門檻。 7) 集中統(tǒng)一管理所有設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化相關(guān)軟件和相應(yīng)運(yùn)行機(jī)器，使軟件維護(hù)、升級、性能調(diào)優(yōu)、錯(cuò)誤修正、自動(dòng)備份更加容易。 8) 提供了平臺中立的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表功能，支持多種作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一致性 的軟 /硬件利用率分析和投資回報(bào)分析。 9) 提供計(jì)費(fèi)功能，實(shí)現(xiàn)軟 /硬件資源的使用計(jì)費(fèi)。 10) 用戶使用方便，降低了技術(shù)推廣的難度。 11) 為航天二院提供一種許可證集中控制和管理的機(jī)制和手段，更高效、經(jīng)濟(jì)地使用許可證。 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)平臺建設(shè)方案 2020 42 | Page 附 A Platform 支持 集成 商用軟件列表 應(yīng)用類 型 軟件名 版本 可運(yùn)行平臺 說明 設(shè)計(jì)類應(yīng)用軟件 Pro/E Wildfire 4 Windows 三維 CAD 設(shè)計(jì)，需要大內(nèi)存和高端顯卡 SolidWorks 2020 Windows 三維 CAD 設(shè)計(jì)，需要大內(nèi)存和高端顯卡 Patran 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(jì)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(jì)算，計(jì)算量大， IO 較小 CFX Windows,Linux,Unix 流體力學(xué)計(jì)算，計(jì)算量大， IO 較小 Ansys Windows,Linux,Unix 有限元分析，結(jié)構(gòu)仿真，計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算量大， IO 密集型航天二院設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化統(tǒng)一 IT 綜合應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)方案 2020 43 | Page 任務(wù) Feko Windows,Linux 電磁仿真，計(jì)算量大，內(nèi) 存需求大 Ansoft Windows,Linux 電磁仿真，計(jì)算量大，內(nèi) 存需求大 Matlab 2020 Windows,Linux 數(shù)值計(jì)算和編程。計(jì)算量 大。 優(yōu)化類應(yīng)用軟件 Hyperworks 11 Windows,Linux 仿真優(yōu)化，計(jì)算量大。 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(jì)、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