銀河麒麟云平臺解決方案 - 超算

方案背景

Programme background

國家超級計(jì)算中心旨在助推戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是支撐國家創(chuàng)新型城市和智慧城市建設(shè)的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，致力于打造集高性能計(jì)算、海量數(shù)據(jù)處理、信息管理服務(wù)于一體的世界一流超算中心，為社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)大引擎。

方案概述

Overview of the solution

針對電子政務(wù)類應(yīng)用需求，麒麟團(tuán)隊(duì)基于銀河麒麟云平臺制定了一套完備的解決方案，如下圖所示：

該方案從以下方面解決電子政務(wù)類應(yīng)用的需求：

· 提供P2V、V2V 鏡像轉(zhuǎn)換方案，使得系統(tǒng)快速上云

· 虛擬機(jī)業(yè)務(wù)網(wǎng)經(jīng)過防火墻接入對方專線，虛擬機(jī)啟動后用戶可直接從局域網(wǎng)訪問虛擬機(jī)

· 負(fù)載感知虛擬機(jī)規(guī)模，提供自動伸縮

· 網(wǎng)站類和信息系統(tǒng)類應(yīng)用定向優(yōu)化

· 完善的虛擬機(jī)高可用機(jī)制，保證業(yè)務(wù)持續(xù)性

· 基于CEPH的卷設(shè)備，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)硬盤的每天一次增備

針對動漫渲染類應(yīng)用需求，銀河麒麟云平臺進(jìn)行了大量優(yōu)化，形成了基于動漫渲染類的云解決方案，主要優(yōu)化如下：

· 限制渲染集群的規(guī)模，減輕共享讀寫帶來的IO瓶頸

· 通過KSM降低內(nèi)存消耗

· 物理機(jī)超線技術(shù)（HT）

· 根據(jù)實(shí)際效果調(diào)整內(nèi)存超售比例

· 優(yōu)化渲染過程中（小）文件的讀寫

· 優(yōu)化虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，提高帶寬

· 對渲染結(jié)果及時備份

針對高性能計(jì)算應(yīng)用需求，將云計(jì)算的優(yōu)勢引入到傳統(tǒng)的高性能計(jì)算領(lǐng)域，使用容器技術(shù)為用戶提供可定制、隔離性強(qiáng)、可彈性伸縮、界面友好的HPC集群，應(yīng)用模式如下圖所示：

其特點(diǎn)在于：

· 使用基于Docker的輕量級虛擬化

o 基于現(xiàn)有HPC環(huán)境制作鏡像，整合HPC軟件棧

o 虛擬機(jī)以主機(jī)模式訪問TH-NI高速網(wǎng)

o 虛擬機(jī)直接訪問MIC加速器

o 主機(jī)掛載Lustre共享存儲

· 全系統(tǒng)計(jì)算資源的混合調(diào)度

o 根據(jù)任務(wù)屬性判斷Host

o 計(jì)算節(jié)點(diǎn)角色的按需切換

客戶需求

Customer demand

客戶需要通過云計(jì)算技術(shù)對大規(guī)模計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，滿足用戶按需使用計(jì)算資源的基本需求，包括能夠承載用戶的電子政務(wù)應(yīng)用服務(wù)、動漫渲染類應(yīng)用和高性能計(jì)算應(yīng)用等多種應(yīng)用穩(wěn)定運(yùn)行。承載電子政務(wù)類應(yīng)用：需要解決涉及遷移已有多系統(tǒng)的平臺軟件、第三方軟件移植、專線接入、不同應(yīng)用和服務(wù)的物理/邏輯隔離、數(shù)據(jù)災(zāi)備，業(yè)務(wù)服務(wù)穩(wěn)定性和持續(xù)性等需求。動漫渲染類應(yīng)用：需要滿足復(fù)雜場景和特效所需的高計(jì)算能力需求，完成高質(zhì)量的渲染任務(wù)和高分辨率的真實(shí)感渲染，縮短場景的渲染周期，提高制作效率。高性能計(jì)算應(yīng)用：需要解決物理機(jī)的性能、資源的統(tǒng)一管理、資源共享與隔離、彈性資源使用需求、用戶自助資源申請、以及可定制化的應(yīng)用軟件等需求。

客戶收益

Customer income

目前國家超算中心基于麒麟云的生產(chǎn)環(huán)境最大部署規(guī)模達(dá)到6400 節(jié)點(diǎn)，其中正在穩(wěn)定運(yùn)營有近3000個節(jié)點(diǎn)，主要為電子政務(wù)、教育、動漫渲染等多個行業(yè)和應(yīng)用提供資源服務(wù)。