【正文】 四處理器的工作站在面對(duì)視頻處理中的龐大計(jì)算量時(shí)，其處理能力都是十分有限的，即便是多處理器的工作站使用數(shù)小時(shí)渲染一幀較復(fù)雜場(chǎng)景也是很平常的事情。這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)成為 CG 產(chǎn)業(yè)的最大瓶頸。雖然我們可以通過(guò)將多臺(tái)工作站聯(lián)網(wǎng)渲染的方式略微提高這一過(guò)程的效率，但所有參與的機(jī)器將喪失其繼續(xù)創(chuàng)作的能力，有時(shí)候這種方案是不劃算的，我們需要的是一個(gè)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)渲染的計(jì)算機(jī)群。其整體 拓?fù)?圖如下： 硬 件平臺(tái) 平臺(tái)設(shè)計(jì) 渲染農(nóng)場(chǎng) 業(yè)務(wù)流程 渲染農(nóng)場(chǎng)平臺(tái)架構(gòu)拓?fù)鋱D HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 11 ? 動(dòng)漫渲染平臺(tái)推薦架構(gòu)示意圖 ? 動(dòng)漫渲染平臺(tái)機(jī)柜擺放示意圖 （根據(jù)實(shí)際機(jī)房環(huán)境部署） HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 12 ? 動(dòng)漫渲染 節(jié)點(diǎn)機(jī)柜連線后視圖 ? 動(dòng)漫渲染管理節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)機(jī)柜連線后視圖 HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 13 ? 方案配置如下： 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 型號(hào) 描述 數(shù)量 1 計(jì)算結(jié)點(diǎn) BL2*220c PC 刀片服務(wù)器； n 2 顆至強(qiáng) E5506 CPU，每路內(nèi)核數(shù)量 4， CPU 主頻 ； 內(nèi)存容量 6GB DDR3 內(nèi)存，最大可擴(kuò)展至 96GB 千兆以太網(wǎng)口 2 個(gè) 1 塊 250GB SATA 硬盤(pán) 遠(yuǎn)程管理端卡 1 個(gè) 三年 5*9 原廠服務(wù)，第二個(gè)工作日到場(chǎng)；含原廠上門(mén)安裝服務(wù) 2 刀片機(jī)箱 C7000 刀片中心高度大于等于 10U； n 06 年以后發(fā)布的新機(jī)箱； 每個(gè)機(jī)箱支持 16 個(gè)以上刀片服務(wù)器刀片籠子； 支持基于 Windows/Linux/Unix 操作系統(tǒng)的刀片服務(wù)器混插； 冗余電源風(fēng)扇，電源模塊無(wú)分區(qū)供電， N+1 全局電源冗余， N=5； 以太網(wǎng)絡(luò)模塊 2 個(gè)千兆網(wǎng)絡(luò)直通模塊，對(duì)內(nèi) 16 個(gè)千兆端口，對(duì)外 16個(gè)千兆端口 I/O 模塊擴(kuò)展數(shù)量 8 個(gè) 。39。這需要根據(jù)你的需要和預(yù)算來(lái)決定采用什么樣的配置，對(duì)于集群系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，雙 CPU 服務(wù)器 作為渲染節(jié)點(diǎn)具有廣泛的用戶群，以及更高的性?xún)r(jià)比。在美國(guó)， HP公司已經(jīng)和 Dreamworks， Disney等著名電影公司達(dá)成了長(zhǎng)期合作聯(lián)盟，以 HP的工作站和服務(wù)器為主要計(jì)算平臺(tái)制作出了《 Shrek》，《 Spirit》HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 14 等體現(xiàn)當(dāng)今最高動(dòng)畫(huà)制作水平的高票房動(dòng)畫(huà)片。 在此援引中國(guó) IT權(quán)威媒體 CCW的報(bào)道：“ 根據(jù) IDC統(tǒng)計(jì)，全球 DCC硬件平臺(tái)的市場(chǎng)占有率 HP名列前茅 ，市場(chǎng)份額超過(guò) 20％。它的高性能得益于 HP的一系列創(chuàng)新技術(shù)。多重 10G 網(wǎng)絡(luò)連接緊密的包裹起上述裝備。為保持機(jī)房平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)， Weta 裝配了強(qiáng)制水冷設(shè)備，提升地板增強(qiáng)散熱，但也只是勉強(qiáng)抵擋為《阿凡達(dá)》這樣的電影運(yùn)算時(shí)散發(fā)出的強(qiáng)大熱力。每年因?yàn)檎{(diào)整一度室溫，他們可以節(jié)省幾萬(wàn)美元。 該渲染 群集系 統(tǒng)名叫 “ 阿爾弗雷德 ” 的多任務(wù)階梯式架構(gòu)，把一個(gè)大任務(wù)分成數(shù)千個(gè)獨(dú)立的小單元來(lái)處理。在高峰時(shí)段，《阿凡達(dá)》每天要處理 10000 多個(gè)任務(wù)，也就是大約 13001400萬(wàn)個(gè)小單元。數(shù)據(jù)中心要處理每秒 78GB 的數(shù)據(jù)，最近一段時(shí)間還要 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。而相比之下，《阿凡達(dá)》成品源文件的數(shù)據(jù)容量就要微小得多了，僅僅是每幀 12MB左右的數(shù)據(jù)，每秒 288M或每 分鐘 。 在此方案中建議選用 HP 公司的 BL2x220c 刀片式服務(wù)器作為計(jì)算節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，其 HP ProLiant BL2x220c 具備極高的密度，十分適用于注重計(jì)算性能和電源效率的客戶。每個(gè)節(jié)點(diǎn)標(biāo)配兩個(gè)千兆以太網(wǎng)端口， 推薦 升級(jí)至 10GB 以太網(wǎng)或InfiniBand，實(shí)現(xiàn)高性能、低延遲的互連。 具體部署物理規(guī)格計(jì)算如下： （此處根據(jù)實(shí)際渲染節(jié)點(diǎn)數(shù)量計(jì)算 ） *數(shù)據(jù)計(jì)算來(lái)源： HP 功率計(jì)算器 設(shè)備名稱(chēng) 數(shù)量 高度 重量 （公斤） 散熱 輸入電源（最大） ： HPLefthand P4500 2U ： BL2*220 10U ： HP DL 管理服務(wù)器 2U 4． 機(jī)柜 42U 5. 核心交換機(jī) Procurve 5412 7U HP ProLiant BL2x220c 具備卓越的計(jì)算密度。至強(qiáng) 174。 管理 每個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)均配有嵌入式 iLO2 Blade Edition，用于遠(yuǎn)程管理 每個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)通過(guò) iLO Select 實(shí)現(xiàn)電源管理和功率封頂功能 面向 HP BladeSystem 的 HP Insight Control Environment 是一款易于安裝的軟件套件，它可以提供全面的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、 操作系統(tǒng)部署、電源管理、漏洞掃描和補(bǔ)丁管理等功能 其它 每個(gè) c7000 機(jī)箱內(nèi)最多可以部署 32 個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，每個(gè) c3000 機(jī)箱內(nèi)最多可以部署 16 個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn) 每個(gè) 42u 機(jī)架最多 1024 個(gè)處理器核心和 2TB 內(nèi)存 ◆刀片服務(wù)器可以有效減少花銷(xiāo)，并可以通過(guò)集成的遠(yuǎn)程管理功能在全世界任何地方實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。刀片服務(wù)器帶有冗余電源和冗余風(fēng)扇，所有的服務(wù)器都安裝在一個(gè)機(jī)箱中，并帶有集成的遠(yuǎn)程管理專(zhuān)用服務(wù)器，采用專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行管理。在Renderfarm 集群系統(tǒng)中，允許管理服務(wù)器以及所有的計(jì)算節(jié)點(diǎn)都可以作為管理節(jié)點(diǎn)管理渲染進(jìn)程。顧名思義，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)就是集群系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器。 ? 集群應(yīng)用程序分為計(jì)算密集型，通信密集型或是計(jì)算 /通信密集兼?zhèn)涞牟煌?lèi)型。 ? 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要在各個(gè)結(jié)點(diǎn)之間共享，因此可能造成在控制結(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)的瓶頸 HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 17 存儲(chǔ)建設(shè)方案一： Lefthand 此方案中 考慮渲染集群系統(tǒng)對(duì)于存儲(chǔ) I/O 要求 我們采用了 HP LeftHand 存儲(chǔ)系統(tǒng) ， 存儲(chǔ)設(shè)備 選型從如下幾個(gè)方面考慮： 首先 是管理。虛擬化存儲(chǔ)設(shè)備在管理上首先要求的就是數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)，分散的數(shù)據(jù)將不利于高效的存儲(chǔ)，例如存儲(chǔ)空間的分配、存儲(chǔ)資源的劃分等。虛擬主機(jī)的擴(kuò)展和分配是方便的，用戶可以在最短的時(shí)間內(nèi)部署虛擬化主機(jī)系統(tǒng)，如果后端存儲(chǔ)沒(méi)有良好的支撐能力，虛擬主機(jī)就無(wú)法完成正常部署，導(dǎo)致上線工作將延后進(jìn)行。 第三 ，很多的虛擬化系統(tǒng)都可以支持基于系統(tǒng)的高可靠管理。虛擬化環(huán)境下的存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)該與虛擬化系統(tǒng)具備良好的兼容性，為虛擬化的高可靠性提供良好的支撐平臺(tái)。我們知道，傳統(tǒng)的磁盤(pán)陣列中，當(dāng)硬盤(pán)增加到一定數(shù)量時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)無(wú)法得到更好的性能， 傳統(tǒng) SAN 陣列一旦配置 就很難變更或“重新供應(yīng)” － 供應(yīng)問(wèn)HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 18 題經(jīng)常被認(rèn)為是存儲(chǔ)管 理 的主要難點(diǎn)，這其中的主要原因就是傳統(tǒng)磁盤(pán)陣列的存儲(chǔ)架構(gòu)。 第五 ，從技術(shù)角度看，虛擬主機(jī)環(huán)境為用戶帶來(lái)了更高的主機(jī)使用率；從成本角度考慮，虛擬化環(huán)境為用戶節(jié)省了大量的投資 —— 服務(wù)器的采購(gòu)數(shù)量大大降低。而低成本并不意味著低效率，優(yōu)秀的存儲(chǔ)產(chǎn)品在低成本的同時(shí)，可以提供更加優(yōu)秀的投資回報(bào)率。隨著容災(zāi)熱的到來(lái)，企業(yè)在有條件的情況下采用必要的手段進(jìn)行數(shù)據(jù)容災(zāi)保護(hù)是非常明智的選擇。 結(jié)合動(dòng)漫基地的實(shí)際業(yè)務(wù)，本方案設(shè)計(jì)為 采用集中存儲(chǔ)解決方案，把 用戶動(dòng)漫渲染后數(shù)據(jù)集中 整合在一臺(tái)高可靠性的 HP LeftHand P4000 存儲(chǔ)設(shè)備 上。 服務(wù)器端與 LeftHand P4000 之間盡量采用性能匹配的搭配原則，即：LeftHand P4000 內(nèi)配置足夠的控制器單一來(lái)響應(yīng)客戶端提交的 I/O 訪問(wèn)。 通過(guò)存儲(chǔ)端的控制，客戶端（例如： Windows XP/Linux 等）同樣可以直接連接至 LeftHand P4000 設(shè)備上，通過(guò)以太網(wǎng)直接訪問(wèn)存儲(chǔ)空間，HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 19 為用戶帶來(lái)更加靈活的存儲(chǔ)方式。 在保持同一名字空間的前提下，以持續(xù)的性能和容量擴(kuò)展能力，管理爆炸性的數(shù)據(jù)增長(zhǎng) 如上圖所示 X9000 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng) 是 理想的渲染平臺(tái) 解決方案 ： ? 多個(gè)設(shè)備一同工作 ? 平衡的工作負(fù)載 = 持續(xù)的性能 ? 在線增加性能 ? 自動(dòng)重新平衡 ? 益處 ? 消除控制器瓶頸 ? 可擴(kuò)展和可預(yù)期的性能，沒(méi)有熱點(diǎn) ? 更少的服務(wù)器空閑時(shí)間 計(jì)算網(wǎng)絡(luò) 部分 集群計(jì)算的進(jìn)程遷移需要高速硬件連接設(shè)備，進(jìn)行計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，可選的設(shè)備包括千兆網(wǎng)卡、交換機(jī)或者光纖卡以及相應(yīng)的光纖 交換機(jī)。 在渲染系統(tǒng)的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中，我們 選擇千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 。 HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 20 操作系統(tǒng)選擇 Linux 是做集群服務(wù)器的最佳操作系統(tǒng)，其穩(wěn)定性和速度都比 Windows 更優(yōu)秀，但是問(wèn)題也是存在的。 從以上的 內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)， 很多軟件可以運(yùn)行在 windows x64 系統(tǒng)下。反之，就需要多安裝 windows 操作系統(tǒng)。 2 軟 件平臺(tái) Render farm 集群渲染管理平臺(tái)軟件 Render farm 是行業(yè)內(nèi)一種多 CPU 集群，集中了多種軟硬件，可以針對(duì)三維HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 21 動(dòng)畫(huà)、影視制作項(xiàng)目進(jìn)行高效率、高品質(zhì)、多方式的專(zhuān)業(yè)渲染服務(wù) ，其高效 運(yùn)行是由管理軟件來(lái)協(xié)調(diào)、管理的，如下是如今主要的管理軟件： ? ■ Virtual Vertex 公司的 Muster ? ■ Royer Render ? ■ NIVIDA Deadline ? ■ PipeLinefx 公司的 Qube ? ■ Aceleon 公司的 EnFuzion 前端 3D 制作軟件 前端的 3D 動(dòng)畫(huà)軟件：目前主要采用 Autodesk 公司 Maya、 3DMax 軟件，它是業(yè)界功能最強(qiáng)大的 3D 動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)軟件，是制作數(shù)位特效與動(dòng)畫(huà)時(shí)超強(qiáng)的動(dòng)畫(huà)組合軟件，整合了制作動(dòng)畫(huà)最強(qiáng)大的功能與最有效的運(yùn)用于一個(gè)作業(yè)環(huán)境中，并 提供最流暢的運(yùn)作流程。 Autodesk 3DS MAX Autodesk 3ds Max ，為創(chuàng)作和媒體專(zhuān)業(yè)人員提供了極具藝術(shù)特質(zhì)的工具集。 強(qiáng)大的內(nèi)置的毛發(fā)制作系統(tǒng)、渲染器 mental ray 以及集成的可視化設(shè)計(jì)工具，將極大地?cái)U(kuò)展 Discreet 公司三維造型和動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)的制作能力 。 Autodesk Maya 還增強(qiáng)了二維圖形的畫(huà)質(zhì)和真實(shí)感。 Softimage XSI Softimage|XSI 是 Softimage 公司研制的下一代三維動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)，它是HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 22 業(yè)界第一個(gè)真正的具有全新概念的非線性動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)，它大 大地提高了藝術(shù)家的創(chuàng)作力和靈活性，從而帶來(lái)快速的投資回報(bào)。 Softimage|XSI 是業(yè)界第一個(gè)具有較好集成性的非線性動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)。 Softimage|XSI 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用戶可完全定制的和無(wú)固定模式的用戶界面 。它的動(dòng)畫(huà)合成器功能更是可以將任何動(dòng)作進(jìn)行混合，以達(dá)到自然過(guò)渡的效果。 Illumination 和 Final Gathering 特效使渲染效果到到了空前的效果 。 安全服務(wù) 安全服務(wù)是一個(gè)系統(tǒng)所具有的安全功能的宏觀體現(xiàn)。 OSI 安全體系結(jié)構(gòu)提出了六類(lèi)安全服務(wù)：鑒權(quán)和標(biāo)識(shí)服務(wù)（ Authentication Service）、訪問(wèn)控制服務(wù)（ Access Control Service）、數(shù)據(jù)保密服務(wù)（ Data Confidentiality Service）、數(shù)據(jù)完整性服務(wù)（ Data Integrity HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 23 Service）、拒絕服務(wù)（ Nonrepudiation Service）。 安全機(jī)制 安全機(jī)制是實(shí)現(xiàn)安全服務(wù)的技術(shù)措施，某一個(gè)安全機(jī)制可以服務(wù) 于多種安全服務(wù)。 ②多重保護(hù)的原則（全局防御的原則） 任何安全保護(hù)措施都不是絕對(duì)安全的，都可能被攻破。 ③多層次（網(wǎng)絡(luò) OSI參考模型中的邏輯層次）保護(hù)的原則 安全體系的規(guī)劃應(yīng)貫穿 OSI參考模型的各個(gè)層次，如在鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層實(shí)施包過(guò)濾，在表示層實(shí)施加密傳送，在應(yīng)用層設(shè)置專(zhuān)用程序代碼、運(yùn)行應(yīng)用層審計(jì)HP 數(shù)字動(dòng)漫平臺(tái)之集群渲染技術(shù)解決方案 24 軟件，在應(yīng)用層之上啟動(dòng)代理服務(wù)等。網(wǎng)絡(luò)分段可分為物理分段和邏輯分段。對(duì)于 TCP/IP可進(jìn)行邏輯分段，即把網(wǎng)絡(luò)分成若干 IP子網(wǎng)，各子網(wǎng)通過(guò)路由器連接，并在路由器上建立可訪問(wèn)表，來(lái)控制各子網(wǎng)間的訪問(wèn)。 ⑥易操作、靈活性的原則（安全措施由人完成） 安全措施與網(wǎng)絡(luò)的靈活性是一對(duì)矛盾，安全體系的規(guī)劃應(yīng)以不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和易操作、靈活性為前提。 ⑧綜合性原則（設(shè)備 技術(shù) 策略 管理） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全應(yīng)從物理上、技術(shù)上、管理制度（如安全操作乃至計(jì)算機(jī)病毒的防范等）上以及安全教育上全面采取措施，相互彌補(bǔ)和完善，盡可能地排除安全漏洞。防病毒軟件選用 Symantec 網(wǎng)絡(luò) 版防病毒軟件。 從目前來(lái)看，多核技術(shù)對(duì)提高計(jì)