发电企业高性能计算中心的建设与实践
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数据中心建设与运维要点在当今数字化的时代,数据中心已成为企业和组织运营的核心基础设施。
它不仅承载着关键的业务数据和应用程序,还对业务的连续性和稳定性起着至关重要的作用。
因此,了解数据中心的建设与运维要点对于确保其高效、可靠运行至关重要。
一、数据中心建设要点(一)选址选址是数据中心建设的首要考虑因素。
理想的地点应具备以下条件:良好的电力供应稳定性,以减少停电风险;较低的自然灾害发生率,如地震、洪水等;便利的交通和通信基础设施,便于设备运输和网络连接;合适的气候条件,有利于散热和降低冷却成本。
(二)建筑设计数据中心的建筑设计需要充分考虑功能性和安全性。
建筑结构应具备足够的强度和稳定性,能够承受设备的重量和可能的地震等外力影响。
同时,要合理规划机房布局,确保设备安装和维护的便利性,以及线缆敷设的合理性。
(三)电力系统可靠的电力供应是数据中心正常运行的关键。
应配备冗余的电源输入,如市电和备用发电机,以应对市电中断的情况。
UPS(不间断电源)系统也是必不可少的,它能在电源切换过程中提供短暂的电力支持,确保设备不受停电影响。
此外,电力分配系统要设计合理,确保电力能够稳定、均衡地分配到各个设备。
(四)冷却系统数据中心设备在运行过程中会产生大量热量,因此高效的冷却系统至关重要。
常见的冷却方式包括风冷和水冷。
冷却系统的设计要根据机房的热负荷进行精确计算,以确保能够有效地将设备产生的热量带走,保持机房温度在适宜的范围内。
(五)网络架构一个高性能、高可靠的网络架构是数据中心的重要组成部分。
应采用多层网络架构,包括核心层、汇聚层和接入层,以实现高速的数据传输和灵活的网络扩展。
同时,要配备冗余的网络设备和链路,提高网络的可靠性。
(六)消防系统数据中心必须配备完善的消防系统,以预防和应对火灾事故。
常见的消防设施包括烟雾探测器、火灾报警器、灭火气体系统等。
消防系统应定期进行检测和维护,确保其在紧急情况下能够正常工作。
二、数据中心运维要点(一)设备管理对数据中心的设备进行有效的管理是运维工作的重要内容。
数据中心建设引言概述:数据中心建设在当今数字化时代扮演着至关重要的角色。
随着大数据、云计算和人工智能等技术的迅猛发展,数据中心的需求也日益增长。
本文将从四个方面详细阐述数据中心建设的重要性、设计原则、基础设施要求以及安全性措施。
一、数据中心建设的重要性1.1 数据中心是企业信息技术基础设施的核心,承载着企业的关键业务和数据。
它提供了高性能的计算、存储和网络资源,支持企业的业务运营和决策。
1.2 数据中心的建设能够提高企业的运营效率和竞争力。
通过集中管理和优化资源利用,企业可以降低成本、提高服务质量,并实现更高的业务创新和发展。
1.3 数据中心的建设也对节能环保具有重要意义。
合理设计和优化数据中心的能耗结构,可以降低能源消耗,减少碳排放,符合可持续发展的要求。
二、数据中心建设的设计原则2.1 高可用性是数据中心设计的核心原则。
通过冗余设计和容错机制,确保数据中心在硬件故障或自然灾害等情况下仍能保持正常运行。
2.2 数据中心的灵活性和可扩展性也是重要考虑因素。
合理规划空间和资源,预留扩展余地,以适应未来业务的增长和变化。
2.3 安全性是数据中心设计的重要要求。
包括物理安全、网络安全和数据安全等方面,通过防火墙、访问控制、加密等手段保护数据中心的安全。
三、数据中心基础设施要求3.1 电力供应是数据中心建设的基础。
稳定可靠的电力供应系统、UPS和发电机等备用电源的配置,能够保证数据中心的持续运行。
3.2 冷却系统是数据中心建设中不可忽视的一环。
高效的冷却系统能够保持设备的正常运行温度,提高设备的寿命和稳定性。
3.3 网络基础设施是数据中心的关键组成部分。
高速、可靠的网络连接和交换设备,能够保证数据中心内部和外部的数据传输和通信。
四、数据中心的安全性措施4.1 物理安全是数据中心安全的第一道防线。
包括门禁系统、监控系统、防火系统等,确保非授权人员无法进入数据中心。
4.2 网络安全是数据中心安全的重要方面。
发电企业信息化概述1. 引言随着信息技术的快速发展和应用的普及,信息化已经成为现代企业不可或缺的一部分。
发电企业作为能源供应的重要组成部分,也在逐步实现信息化管理。
本文将对发电企业信息化的概述进行介绍,包括定义、意义、现状以及未来发展趋势。
2. 信息化定义信息化是指利用信息技术来支持和改进组织的业务、管理和运营。
对于发电企业而言,信息化包括利用计算机和互联网技术来实现电力生产、供应、管理等各个环节的自动化和智能化。
3. 信息化意义发电企业信息化的意义主要体现在以下几个方面:3.1 提高生产效率信息化通过优化生产流程、自动化设备控制、实时数据分析等手段,可以大幅提高生产效率。
例如,利用信息化系统可以实现电力设备的远程监控和控制,避免人工巡检和操作带来的延迟和错误,提高发电设备的稳定性和可靠性。
3.2 提升管理水平信息化系统可以为发电企业提供全面的数据分析和决策支持功能,帮助管理层进行科学决策和精细化管理。
通过分析历史数据和实时数据,管理层可以及时掌握发电情况,进行合理调度和资源配置,提高管理水平和决策效率。
3.3 改进服务质量信息化可以提供更加精准和个性化的服务,满足用户的不同需求。
例如,发电企业可以通过信息化系统实现电力需求预测和用户分析,为用户提供更好的用电计划和节能建议,提高用户满意度和服务质量。
4. 信息化现状目前,发电企业信息化的发展已经取得了一定的成果。
大部分发电企业在生产控制、设备管理、运维管理等方面已经实现了信息化。
各类信息系统和软件被广泛应用,如SCADA系统、负荷管理系统、智能设备管理系统等。
同时,发电企业也逐渐意识到信息安全的重要性,加大了信息安全保护的投入。
然而,与其他行业相比,发电企业的信息化水平还有较大的提升空间。
一方面,部分发电企业在信息化投入和人员培训方面仍存在不足;另一方面,发电企业面临的技术和管理挑战也较为复杂,例如发电设备多样化、复杂的供电网络、天气等外部因素的影响等。
数据中心的建设与管理指南随着信息技术的不断发展,数据中心已成为现代企业不可或缺的一部分。
数据中心不仅承载着企业的重要数据和应用系统,还提供了计算、存储和网络等基础设施,支持企业的正常运营。
因此,数据中心的建设与管理至关重要。
本文将为您介绍数据中心的建设与管理指南,以帮助企业高效、安全地管理其数据中心。
一、规划与设计1. 需求分析:在建设数据中心之前,企业需要对自身的需求进行全面分析。
包括业务需求、系统容量需求、能耗需求等,确保数据中心能够满足企业的长期发展需求。
2. 空间规划:数据中心的空间规划需要考虑到服务器机架、冷气系统、供电系统、网络设备等各个方面。
合理的空间规划能够增加数据中心的可扩展性和灵活性。
3. 网络架构:数据中心的网络架构需要满足高带宽、低时延、高可靠性和高安全性的要求。
采用冗余设计和容错机制,确保数据中心的网络稳定可靠。
4. 环境控制:数据中心需要保持恒定的温度和湿度,以保证服务器的正常运行。
采用先进的冷却和空调系统,以及监控系统,确保数据中心的环境条件符合要求。
二、硬件设施1. 服务器设备:选择适合企业需求的服务器设备,考虑到计算能力、存储容量、网络接口等因素。
同时,要注意服务器的功耗和散热问题,确保数据中心能够高效、稳定地运行。
2. 存储设备:选择高性能、高可靠性的存储设备,能够满足大规模数据存储和快速读写的要求。
采用数据备份和冗余技术,确保数据的安全性和可靠性。
3. 网络设备:选择可靠的网络设备,确保数据中心的网络稳定运行。
采用防火墙、入侵检测系统和虚拟专用网络等安全设备,提升网络安全性。
4. 电力设备:为数据中心提供可靠的电力支持是至关重要的。
采用双路供电、UPS不间断电源、发电机组等电力设备,以应对突发停电情况,保障数据中心的连续运行。
三、安全管理1. 数据备份与恢复:制定数据备份策略,定期对数据进行备份,并将备份数据存储在不同的地理位置,以应对数据丢失或灾难恢复的情况。
电厂实习心得体会范文3篇电厂实习心得体会范文1通过一年电厂专业知识的学习,我们对电厂有了初步的理论认识。
为了更好的认识与了解专业知识,并拓展实际的知识面,我们先后在同煤大唐热电厂与大同市二电厂进行了参观实习,并在北岳职业技术学院进行了乌拉山电厂集控模拟仿真实验,通过实习,使我加深了对电厂及其相关行业的了解,并对厂内设备有了一定认识。
一、行业概述在学校老师的精心安排下,我们先后来到了大唐电厂与二电厂,北岳职业技术学院实习。
其实,就像电厂的师傅们所讲,这短短的参观也就仅仅是参观而已,谈不上实习,但是就当作参观,也未必不可,而且对我们也会有很大的帮助。
从小到大一直是与课本打交道,这次能直接学习课本以外的知识,当然是不能错过,而且要好好的把握。
虽然只经过短短的参观认识,但是经过各电厂的介绍得知,在新中国成立之后的半个世纪中,中国的电力工业取得了迅速的发展,平均每年以10%以上的速度在增长,到12月底,全国装机容量以突破5亿千瓦,无论在装机容量还是在发电量上都跃居世界第二位,仅次于美国。
特别是进入上个世纪90年代以来,我国的电力平均每年新增装机容量超过17GW,使长期严重缺电的局面得到了基本缓解,国民经济和社会发展对电力的需求得到了基本满足。
但是,我们目前还存在一些问题,首先是全国发电设备平均年利用小时逐年下降。
其次是我国的人均用电水平底,远远落后于发达国家,大约是加拿大的1/20,美国的1/4,法国的1/8,全国至今还有上千万人没有用上电,而且近几年中国电力供需十分紧张,不少地区拉闸限电,可见,电力的发展还远远不够。
第一次来到的就是大唐热电厂,在来电厂之前,厂内师傅向我们简单介绍了一下电厂的基本历史和入厂安全教育。
很不巧,我们这个组被分到后夜班,凌晨,我们就以三人一组在各自师傅的带领之下去参观了电厂的各个部分。
我和另外两位同学在输煤系统实习观摩。
厂内给人的第一感觉就是嘈杂,再就是高大的建筑物,师傅们强调最多的就是安全。
大型数据中心建设方案引言随着信息技术的飞速发展和互联网的蓬勃发展,大数据成为了当今社会的重要资源。
为了应对数据爆炸式增长的挑战,大型数据中心的建设变得越来越重要。
本文将介绍一种大型数据中心建设方案,旨在提供高效、可靠和可扩展的数据处理能力。
数据中心的定义数据中心是指集中存储、管理和处理大量数据的设施。
它们通常包括服务器、存储设备、网络设备和其他相关设备。
数据中心的功能包括数据存储、计算、网络传输和安全保障。
大型数据中心建设的重要性大型数据中心建设对于当今的企业和组织来说至关重要。
以下是几个重要原因:1.数据处理需求不断增加:随着大数据分析、和物联网的兴起,数据处理需求呈指数级增长。
只有建设大型数据中心才能满足这种需求。
2.数据安全和隐私保护:大型数据中心具备更强大的安全和隐私保护能力,可以保护企业和个人的敏感数据,防止泄漏和黑客攻击。
3.高可靠性和容错能力:大型数据中心通常采用冗余的硬件和网络设备,以确保数据中断最小化,并提供高可靠性和容错能力。
4.灵活的扩展性:大型数据中心建设方案应包含灵活的扩展性,以方便根据业务需求进行扩容和升级。
大型数据中心建设方案的关键因素在设计和建设大型数据中心时,有几个关键因素需要考虑:1. 地点选择在选择数据中心的地点时,需要考虑以下因素:•跨地理区域的冗余:建设跨地理区域的数据中心可以提供更大的可用性和灾难恢复能力。
•电力供应:选择地点时需要确保有可靠的电力供应,并考虑备用发电设备以应对停电情况。
•网络连接:选择地点时需要考虑网络接入的可靠性和带宽容量。
2. 设备选择在选择数据中心的设备时,需要考虑以下因素:•服务器和存储设备:选择高性能、可靠的服务器和存储设备,以满足数据处理需求。
•网络设备:选择高速、可靠的网络设备,以提供快速而可靠的数据传输。
•冷却设备:选择有效、节能的冷却设备,以防止设备过热。
3. 网络架构设计在设计数据中心的网络架构时,需要考虑以下因素:•冗余网络:采用冗余网络架构,以确保数据中心的高可用性和容错能力。
idc机房建设方案一、引言随着信息技术的快速发展,互联网数据中心(IDC)的需求日益增加。
为了满足大量数据存储和处理的需求,有效的IDC机房建设方案显得尤为重要。
本文将提出一种IDC机房建设方案,旨在为企业提供可靠、高效、安全的数据存储和处理环境。
二、机房选址1.地理位置选择在选择机房的地理位置上,需要考虑以下几个因素:1.1.地震和其他自然灾害风险:机房应位于地震和其他自然灾害风险较低的区域,以确保数据的安全性和可靠性。
1.2.基础设施:机房周边应有充足的供水、供电、通信等基础设施,以保证机房正常运行。
1.3.交通便利:机房应位于交通便利的位置,方便技术人员的进出和设备的运输。
2.楼宇选择机房建设首先要选择合适的楼宇,考虑以下几个方面:2.1.建筑结构:楼宇应具备良好的承重能力和抗震能力,以确保机房设备的稳定运行。
2.2.供电系统:楼宇应有稳定可靠的供电系统,并具备备用电源和UPS等设备,以应对突发停电情况。
2.3.空调系统:楼宇应有强大的冷却系统,保证设备正常工作的温度和湿度。
2.4.消防系统:楼宇应配置先进的火灾报警和灭火系统,确保机房安全。
2.5.安全性:楼宇应配备监控系统、门禁系统等安全设施,保护机房设备的安全。
三、网络设备和布线1.核心交换机:选择高性能、高可靠性的核心交换机,实现各个服务器和设备的互联互通,提供高速、稳定的网络环境。
2.路由器和防火墙:设置骨干路由器和防火墙,保护网络安全,防止未授权访问和网络攻击。
3.交换机和光纤布线:安装适合规模的交换机,进行合理的光纤布线,提供高速、低延迟的网络连接。
4.无线网络:根据需求设置无线网络,方便移动设备的接入和使用。
四、服务器和机柜1.服务器选择:根据实际需求选择适合的服务器,包括计算、存储、虚拟化等功能,确保服务器性能和稳定性。
2.机柜布局:按照标准规范,合理布局机柜内的服务器和设备,保证散热良好并方便维护和管理。
3.冷却系统:机柜内应配置适当的冷却设备,保持服务器的正常工作温度。
中心机房建设方案中心机房建设方案1. 引言中心机房是企业信息系统的核心,为保证系统的稳定运行和数据安全,建设一个合适的中心机房十分重要。
本方案将介绍中心机房建设的具体内容和步骤。
2. 设计目标- 提供稳定可靠的硬件和网络设备,确保系统的高可用性和可靠性。
- 保证数据的安全和机房的安全。
- 实现机房的高效管理和维护。
3. 硬件设备要求中心机房的硬件设备是保证系统运行的关键。
以下是中心机房的硬件设备要求:3.1. 服务器采购高性能的服务器,根据系统的计算和存储需求进行配置。
服务器的硬件配置应包括:- 大内存,以支持系统的并发操作和大规模数据处理。
- 快速的磁盘和数据存储设备,以提供较高的 IO 性能。
- 备份设备,以保证数据的安全和可恢复性。
3.2. 网络设备建设一个高效和稳定的网络是中心机房的关键。
以下是网络设备的要求:- 高速的网络交换机和路由器,以提供快速的数据传输和网络连接。
- 防火墙设备,以保护系统免受网络攻击和恶意软件的侵害。
- 负载均衡设备,以确保系统的高可用性和负载平衡。
3.3. 电源设备中心机房需配置可靠的电源设备,以确保系统的稳定运行:- 使用 UPS(不间断电源)以保障电力中断时系统的持续供电。
- 为关键设备配置备用发电机,以应对长时间断电的情况。
4. 网络连接中心机房需要与外部网络进行连接,以实现数据的传输和访问。
以下是网络连接的要求:4.1. 互联网接入为中心机房提供稳定和高速的互联网接入是关键。
可以选择多个 ISP(互联网服务提供商)以提供冗余和负载均衡。
4.2. VPN 连接为了保证远程访问中心机房的安全性,可以通过建立 VPN 连接来实现加密通信。
5. 机房安全中心机房的安全是非常重要的。
以下是机房安全的要求:5.1. 门禁系统安装门禁系统以控制进入机房的人员和访客。
5.2. 监控系统安装监控摄像头以监控机房的安全和设备的运行状况。
5.3. 烟雾和温度监测安装烟雾和温度监测设备,以及自动报警系统,以及时发现和解决潜在的火灾和环境问题。
dpcc建设方案一、背景介绍DPCC(数据中心建设方案)是一项旨在提高数据中心运营效率和可靠性的计划。
随着云计算、大数据和人工智能等新兴技术的迅速发展,以及企业对数据存储和处理需求的增加,数据中心的建设和管理成为了各行各业的关注焦点。
本文将介绍DPCC的建设方案,以帮助企业更好地规划和实施数据中心项目。
二、整体架构设计1. 硬件设备选择在DPCC建设过程中,首先要选择合适的硬件设备。
根据企业的需求和预算,选择高性能、可扩展性强的服务器、存储设备和网络设备,并考虑到能效和环境友好因素。
此外,备份和灾难恢复设备也应考虑在内。
2. 数据中心布局数据中心的布局需考虑硬件设备的安装和通风散热,以及设备之间的连接和布线。
通常应将服务器架设在机架中,并采用合理的冷却系统,确保设备的稳定运行。
3. 网络架构设计数据中心的网络架构设计应具备高可用性和低延迟的特点。
可配置冗余网络设备和多个网络入口,以提供高速、可靠的网络连接。
4. 电力供应和备份为了保证数据中心的可靠性,必须确保稳定的电力供应。
可考虑双路电源供电,以及UPS(不间断电源)和发电机备份系统,以应对突发停电情况。
三、安全策略1. 防火墙设置配置强大的防火墙系统,确保数据中心的安全。
防火墙可通过ACL(访问控制列表)和IPS(入侵防御系统)等手段,对传入和传出的流量进行监控和筛选,防止未经授权的访问。
2. 数据备份和恢复为了应对可能的数据丢失或损坏,建议定期备份数据,并存储在可靠的介质上。
同时,还可设置定期测试和恢复的机制,以确保数据备份的完整性和可用性。
3. 严格的访问控制通过身份验证、访问权限分级和审计日志等措施,限制数据中心的访问权限,并监控用户的操作行为,确保数据的安全。
四、运维和监控1. 定期设备检查和维护定期检查设备的运行状态和健康状况,及时处理故障和更换老化设备,确保设备的正常运行和可靠性。
2. 监控系统搭建监控系统,实时监测设备的性能和运行状态,及时发现并解决潜在问题。
0引言随着“智能发电”、“工业4.0”和《中国制造2025》新概念的流行,国内各大发电集团均在积极探索建设智慧电厂[1]。
智慧电厂在传统管理信息系统范围之外,新开发了基于“互联网+”的安全生产管理系统、基于大数据分析的运行优化系统、三维数字档案、可视化仿真培训等功能,重点提升大数据、云计算、互联网等新技术的深化应用,对发电企业的管理信息系统提出了更高要求。
如何提高运行效率、降低维护成本、解放管理人员精力,减少违规使用、数据泄密等安全事件发生,是建设智慧电厂在信息化管理方面的重要课题。
1传统电脑办公的缺陷在推进发电企业“互联网+”信息化建设过程中,发展目标逐渐转变为数据信息集中统一管理、业务应用整合优化部署,传统电脑办公方式暴露出越来越多的管理和使用缺陷[2]。
a )日常维护工作量大。
传统电脑办公方式下位置相对分散,电脑内部部件故障点多,因此维护工作量大,日常管理维护费时费力。
b )系统更新灵活性差。
当发电企业管理信息系统升级或业务系统改变时,需要对每个电脑分别进行软硬件配置。
c )数据保密安全性差。
传统电脑办公经常配合移动硬盘、U 盘使用,容易遭受病毒、木马侵害,企业的机密数据和信息易流失泄密。
d )移动办公便利性差。
人员或岗位变动时,要么搬电脑带走,要么拷取所有数据,浪费人力物力。
只能在固定办公场所使用,无法实现便利的移动办公。
e )电脑管理手段欠缺。
传统电脑上的软件由使用者根据需要安装,自行管理使用。
公司除了对网络监控外,无法监管使用者的操作行为,不能保证信息安全。
随着近年来私有云技术的不断成熟和设备价桌面云在智慧电厂数据中心建设中的应用与研究宋鹏1,陶丁2,王鹏2(1.山西粤电能源有限公司,山西太原030021;2.中煤平朔第一煤矸石发电有限公司,山西朔州036006)摘要:智慧电厂建设的快速发展对发电企业管理信息系统提出了更高要求。
基于先进IT 技术和云计算的桌面云系统,以其良好的信息安全性、使用便利性和节能环保性,能够较好地弥补传统电脑办公方式的不足,为提升电厂信息安全和办公效率带来新的发展契机。
发电企业高性能计算中心的建设与实践摘要:随着国华电力研究院海水淡化、燃煤效能分析等一批自主科研项目的深入开展,普通计算终端已经无法满足专业设计与仿真软件的配置要求。
为满足技术人员对高速计算的需求,研究院建设高性能计算中心。
本文就计算中心的网络架构、高性能计算集群的配置、作业调度与集群管理系统,信息安全管控措施与机制,以及最终的平台性能测试情况进行介绍。
该中心已经成为企业技术研发的基础平台,有效提高企业自主设计、自主创新能力,实现了知识产权的保护与核心技术的保密。
关键词:高性能计算;集群;并行计算、网格计算、计算中心中图分类号:tp393随着信息技术在科学领域的不断发展发展,高性能计算已经成为理论科学和实验科学以后科技创新的主要工具[1],也成为科技研发能力新的竞争点[2].90年代后期以来,一些传统行业和高性能计算结合的交叉学科不断涌现。
在能源领域,随着技术水平和技术难度的不断提高,工程设计和设备制造对于计算机性能的要求越来越高。
在电力行业,高性能计算已经被应用于电力系统的潮流计算、短路计算、稳定计算[3],以及大电网系统的可靠性评估[4]。
高性能计算通过将多台机器连接起来同时处理复杂的计算问题,是一种并行计算(parallelprocessing)集群的实现方法,平台主要功能是利用所有的计算资源同时运行在并行环境下开发的并行应用程序,以解决单个计算机系统不能解决的问题(如问题规模大、单机运行速度慢)[5]。
运行在高性能的软件需要支持并行计算机制,大量应用的有cae(computeraidedengineering)工程仿真分析软件、cfd(computationalfluiddynamics)流体力学计算软件等[6]。
高性能计算中心建设是构建高性能计算能力的系统工程,要从业务需求出发,考虑软件、硬件的合理投入与综合管理。
1 工作背景神华国华(北京)电力研究院(以下简称“研究院”)作为技术支持与服务单位,承担了国华电力技术研究职能。
近年,研究院自主设计、自主研发和自主创新的力度不断加大,科研工作复杂度进一步提高。
一方面,热机、电控、化学、土建、脱硫、脱硝等发电专业性研究都对高速计算提出了新的要求。
例如在海水淡化产业化及大型化研究中,低温多效海水淡化技术热力计算软件、蒸汽压缩喷射器模拟计算程序的自主研发和应用,是海水淡化工艺流程和主要设备选型的重要依据。
其计算过程比较复杂,需借助大型商业cfd 流体力学计算软件来完成,且多采用划分计算单元的方法进行迭代计算,计算量是普通终端计算机难于负担的。
另一方面,自主开发的计算软件集成了研究院多年来的关键技术,花费了巨大的财力和人力。
核心技术的保密工作以及知识产权的保护工作一直以来都十分受到重视。
这就需要一个统一的技术平台,实现集中式管理。
为此,研究院组织建设高性能计算中心,作为技术研发的基础技术平台,助力企业创新发展。
2 整体网络架构高性能计算中心采用集群技术实现并行计算,其建设思路是“按需配置、逐步扩展”,即根据业务实际需要构建计算能力,预留充分的扩展空间,减少初期投入,避免资源浪费。
它的整体架构由网络系统、服务器集群及计算系统、存储备份系统、计算中心内用户管理系统、机房配套系统五部分组成。
网络系统是计算中心的骨架,是业务人员访问数据资源的基础平台,为了保证网络数据安全,防范一些恶意攻击、人为破坏或者非法操作,将部署严密的安全方案,保证计算中心的数据安全。
服务器集群系统:部署在研究院高性能计算中心机房,实现计算资源和并行计算软件的配置与管理,提供硬件监控与管理功能,为各业务部门提供高性能、高质量的计算服务。
存储备份系统:分为存储和备份两个部分,其中存储系统为服务器集群系统提供共享数据存储空间,并提供高可用和高可靠性的存储环境,保证存储系统的数据安全;备份系统负责将业务系统的重要数据定期的备份到磁带中,当业务系统需要恢复数据时,可以通过备份系统自动恢复,减少由于数据丢失给用户带来的损失。
计算中心内用户管理系统:计算中心内部用户仅允许访问计算中心内部授权使用的资源,不允许访问计算中心以外的任何资源。
为了保证内部资源和数据的安全,需要提供良好的安全策略配置,保证用户接入的安全。
机房配套系统:机房配套系统主要包括两部分的功能,一是设置ups电源保护;二是用于数据展示的投影和显示设备。
3 高性能计算集群高性能计算服务器集群系统是高性能计算和高可用技术有机结合的性能强大、高可用的集群系统[7],是整个高性能计算平台的核心。
按照业务实际需要,研究院高性能计算集群配置刀片服务器作为计算节点;配置高性能服务器节点作为i/o节点,配置高性能服务器同时复用为登录节点和集群管理节点,负责整个集群系统的软、硬件管理、维护与监控。
所有节点服务器通过infiniband网络连接,使得这些节点可以高速访问。
cluster1是并行计算节点,它提供核心计算能力,即各种系统资源,包含处理器、内存及i/o设备。
cluster1一方面连接到登陆/管理节点,接收执行指令,一方面通过infiniband交换机,实现进程之间高速消息通信;同时访问i/o节点上的文件系统,从而获得较好的i/o性能。
i/o节点为计算节点提供共享文件系统、数据传送等功能[8]。
与i/o系统相关的网络包括三部分:一是共享文件系统控制支撑网络,在i/o节点上建立网络文件系统(nfs),作为服务器共享存储,实现统一数据访问。
它控制支撑网络,用来传递共享文件系统nfs的控制信息,是支撑计算节点和i/o节点间数据交换的管理网络。
当多个计算节点同时访问某个建立在共享存储上的共享文件系统时,共享文件系统需要通过该网络系统在多个节点间进行协调和管理。
共享文件系统控制支撑网络传输的只是些控制信息,而非数据本身,所以网络负载非常小。
二是节点间数据传输网络,用来支持计算节点和i/o节点间的数据传输,即通过infiniband网络实现进程之间高速消息通信。
三是存储备份网络,实现数据的转移与备份。
本项目中未配置单独备份,而是在i/o节点上配置磁盘阵列,通过raid实现磁盘冗余,在满足存储要求的情况下,提高了读写效率。
登陆/管理节点完成集群系统的监控、管理、登录、作业调度等任务,用户登录到这个节点上编译源程序,并提交作业。
该节点上部署的作业调度与集群管理系统是管理员与用户主要使用的应用软件系统,将在下一章节具体介绍。
cluster2是非并行计算资源,包含高性能图形计算机等,它主要是为了满足特定计算要求,尤其是对图形性能要求较高的计算任务,为用户提供相应的计算能力。
与并行计算集群分开,更加有利于调度与管理。
infiniband技术是一种开放标准的、目前全球带宽最高的高速网络互联技术,它的传输协议具有高带宽、低时延、系统扩展性好的特点,最高理论带宽可以达到120gb/s,最小延时不超过4us。
另外infiniband标准支持rdma(remotedirectmemoryaccess),使得在使用infiniband构筑服务器、存储器网络时比万兆以太网具有更高的性能、效率和灵活性。
4 作业调度与集群管理系统在并行计算环境中,为了更充分的利用和安排计算资源,必须要有作业调度软件对用户发起的计算请求分配相应的计算资源,在接收到来自用户的资源请求后,分配详细的硬件资源给应用程序,进行后台运算,并对多个业务进行负载分担和排队。
研究院计算中心作业调度与集群管理系统主要由两部分组成,即内核信息基础架构和管理工具集,内核信息基础架构处理底层系统配置,实时监控系统处理器、内存及网络流量;管理工具集是一个供备、稳定、易管理、可定制、可扩展的集群管理环境,提供完备的用于高性能计算的应用开发和运行工具、数学库和并行环境,下面介绍其主要功能。
4.1 快速部署。
在大规模的集群系统中,操作系统和软件的部署单调重复,但工作量却非常大,一直都是令系统管理员十分苦恼的问题。
快速部署系统帮助系统管理员快速、简便地完成节点的操作系统和软件的部署。
此功能通过基于web的图形用户界面(gui)可以随时生成集群节点(管理/登陆/io/计算)镜像,实现节点系统自动部署和备份恢复的功能。
可以同时保持多个不同或相同镜像版本,实现多个镜像的切换。
4.2 系统管理。
通过浏览器实现现场和远程的集群管理和使用,包括系统登录、节点角色管理、用户管理(查看/增加/删除用户)、文件管理和服务管理(dns,nis,ntp,dhcp,dns)和并行命令等。
4.3 作业调度。
作业调度的目的是合理、高效地管理系统中的所有软硬件资源和用户提交的作业,最大化的提升集群系统的吞吐率和利用率。
它需支持任务间相关、自动文件传送(filestaging)、多个任务队列、多种系统分组、多种任务优先级政策和配置、多资源管理和任务高级预约、qos(qualityofservice,包括服务对象和资源,以及功能访问控制)、可配置的节点分配政策、多种可配置的回填政策(backfillpolicies)、详尽的系统诊断(systemdiagnostic)以及各种资源使用情况跟踪和统计。
4.4 系统监控。
监控模块能够轻松快捷的获取当前集群运行状态的信息,使管理员方便地进行集群系统的维护和管理。
图形界面与集群中服务器的摆放位置相同。
监控信息包括整机的cpu负载,内存用量,网络流量,硬盘用量和系统负载等。
4.5 统计与分析。
系统提供资源统计功能,对某个用户的已执行作业、占用cpu时间等选择相应的日期,即可生成资源使用的报表和图。
4.6数据的前处理和后处理。
每一个集群用户上传到集群的文件以及该用户在集群上产生的文件在进行计算前都要进行前处理,包含目录建立、文件名称修改和自动备份,该备份只有授权人员可以处理,未授权用户无权处理。
在计算结束后,对计算结果进行后处理,即自动备份和分发。
4.7节能配置。
系统会检测高性能服务器中有多少节点在使用,有多少节点是空闲的,并实现按需开关机,即将空闲的节点自动关机;当正在运行的机器使用得非常饱和,并且有用户的作业在队列里排队的时候,将已经关机的节点自动开机。
此功能在保证了用户资源正常使用的情况下,帮助用户自动、合理的选择开机的数目,降低用户的使用成本,实现节能。
5 信息安全管控研究院计算中心的网络安全设计上将采用“从外向内+从内向外”的立体架构。
保证整个计算中心资源的安全性。
从外向内,进行访问控制,主要措施有四:一是vlan隔离,即在交换机上设置不同的vlan,计算集群、管理节点、i/o节点、非并行计算机与用户终端分别处于不同的vlan,vlan之间设置访问规则,不允许用户终端直接访问计算集群,同时用户终端内部按照权限还要分为不同的vlan,防止内部不同vlan的用户越权访问和非法控制;二是端口控制,基于端口的acl(访问控制列表)策略在ip层防止非计算中心内部人员访问计算中心资源并且在业务端口屏蔽tcp&udp协议端口的通信,只放开特定应用到的协议端口。