研发信息化的云计算架构

©2009PERAGlobal研发信息化的云计算架构王华倩HPC及IT架构咨询部©2009PERAGlobal目录„云计算简介„研发信息化与云计算„研发信息化云计算架构„公共的研发信息化服务平台„“研发云”咨询服务©2009PERAGlobal什么是云计算?„IBM()–Cloudcomputing:DrivemoreefficientITconsumptionanddelivery.–Cloudisanewconsumptionanddeliverymodelinspiredbyconsumerinternetservice.„HP(20thAnnualHPCAESymposium,BillBone,ChiefTechnologist,HPESManufacturing)Thecloudprovidesglobalclass,highlyscalableelasticservices,deliveredandconsumedovertheinternetthroughanas-needed,pay-per-usebusinessmodel.„UCBerkeley某实验室()“云计算既指通过互联网以服务方式提供的应用程序，也指在数据中心用来提供这些服务的硬件和系统软件。这些服务长期以来一直被称为软件即服务(SaaS)，于是我们仍然遵照这个说法。数据中心的硬件和软件就是我们说的“云”。©2009PERAGlobal云计算是新的业务模式©2009PERAGlobal云计算的演变©2009PERAGlobal云计算=XaaSSaaS,PaaS,IaaS——Everythingisaservice!©2009PERAGlobal公共云/私有云/混合云©2009PERAGlobal为什么要云计算？„缩短需求响应时间和运行时间–需要时立即得到，可快速伸缩–要算多快就能多快„减少IT基础设施投资风险–使用率–抵御意外或灾难„降低成本–采购成本–使用成本„加快创新步伐–完成以前不可能完成的计算„提高数据安全……©2009PERAGlobal企业研发信息化的特点——传统的IT架构存在的问题„软件–专业商用软件„硬件–3D图形,CAD/CAE/CAM,专业3D加速卡–高性能计算CFD/MCAE/CEM小型机或集群„存储及网络–模型/数据库/仿真结果大文件存储和传输–高端(性能/容量/可靠)的存储和网络„数据/网络安全–关键/保密数据–全方位数据/网络安全使用率?重复采购?升级维护？使用率?性能?环境?安全?使用率?SMP/Cluster?调度?100Mb?DAS/NAS/SAN?性能/容量/可靠?技术/制度?物理安全?©2009PERAGlobal将云计算应用于研发信息化„将研发信息化所需的IT资源(S/P/I)集中到数据中心——”研发云”„研发人员以远程的方式登录”研发云”，进行研发活动„“研发云”可以根据需求进行弹性、动态、水平扩展„客户端零安装或维护，只需帐号/网络/OS或浏览器„优化研发信息化所需的性能(3D,HPC,存储,网络)„合理采用虚拟化技术,提高硬件资源的使用率„采用各类调度软件提高硬件和商业软件使用率„从物理上保证研发数据的安全性„对资源的使用进行全面的统计和计费几项关键技术：„3D桌面虚拟化、远程图形等——3D桌面云„自动远程HPC、可动态扩展——计算云„可无限扩展的共享并行存储——存储云„高性能互联网络——10G以太网R&D©2009PERAGlobal3D桌面云——远程图形HPRGS(RemoteGraphicsSoftware)接收方发送方捕捉键盘和鼠标活动应用键盘和鼠标活动3D图形工作站物理/虚拟台式/刀片捕捉图像压缩解压缩显示图像标准以太网标准以太网2Mb2Mb带宽即可带宽即可PC、笔记本或瘦客户机©2009PERAGlobal3D桌面云——远程登录调度HPSAM(SessionAllocationManager)期待更多更好的3D桌面调度管理软件©2009PERAGlobal3D桌面云-虚拟化„工作站虚拟化难点–支持3D图卡/降低网络延迟/提高磁盘性„HPZ800+ParallelsWorkstationExtreme方案–支持2(3)个64GB内存/16核/2TB硬盘的64位虚拟机–虚拟机通过Intel®VT-d与NvidiaQuadroFX5800/4800/3800”直连”–虚拟机通过Intel®VT-d与指定网卡”直连”–FastAccessVirtualDisk性能接近本地磁盘系统IntelVT-dAssignedVirtualWorkstationComponentsVM1VM2GraphicsCard0NetworkCard0GraphicsCard1NetworkCard1GraphicsCard2*NetworkCard2ParallelsHypervisorPrimaryControlDomainOR©2009PERAGlobal计算云——远程计算„将3D交互与求解分离„优化软硬件配置„提高性能和使用率„降低成本„三种方式–命令行：更专业–GUI：更方便–Portal：最实用©2009PERAGlobal计算云——计算资源管理及任务调度„商业软件–PlatformLSF–AltairPBS/Pro–MicrosoftWindowsHPCServer2008„公开源码–SunGridEngine–OpenPBS…©2009PERAGlobal计算云——SMP/Cluster„不同的研发应用(例如各类CAE算法)对内存架构的需求不同–Cluster或许更适合CFD/CRASH类–SMP或许更适合大内存的应用„胖节点集群或胖瘦混合的集群–4/8路AMDOpteron,HT3.0–4/8路IntelXeon(Nehalem-EX)–ScaleMPvSMP(将集群变为SMP)–SGINUMAflexonIntelXeon?„集群的自动部署及管理–Linux(Rocks,OCS,Chess,CMU…)–WindowsWDS(HPCServer2008)„高性能互联–Infiniband,SDR/DDR/QDR–10GE,iWARP„虚拟化在HPC应用仍然受到很多技术局限©2009PERAGlobal存储云——针对研发信息化„性能„可扩展性„数据完整性，尤其针对大文件„多种协议支持多单一存储镜像„数据的生命周期管理(在线/近线/离线)„StorageasaService合作伙伴——©2009PERAGlobal以万兆为主干的研发云基础网络„千兆到桌面–目前大多还是百兆，虽然千兆早已普及–云模式是千兆到桌面最理想的方式„万兆为主干(2002年7月18日IEEE)–技术日渐成熟–成本急剧降低–集成万兆的主板和服务器已经面世„各类网络的融合–Infiniband/10GE/FCoE合作伙伴——©2009PERAGlobal“服务云”„基于网络的在线研发培训(E-Learning)–研发工具就及平台软件使用培训–研发理论方法培训(创新，仿真，质量)–研发管理培训„建立研发技术咨询及交流交易平台–各类软件的使用技巧–各类研发中遇到的问题的解决方案–建立专家数据库–公共平台的技术交易„定制企业或行业标准的快速研发“计算器”–例如：发动机快速仿真系统、压力容器快速仿真系统等„研发平台应用–PERA2009,数据/流程/多学科优化等©2009PERAGlobal目前技术手段的研发云的IT架构示意图……研发人员(PC,NB,瘦客户机等)2M+/100M,VPN/Intranet等3D桌面远程登录调度…RGS3D桌面计算任务调度…各种计算/可视化资源统一并行存储…E-Learning技术交流交易专家系统快速研发”计算器”研发平台应用PERA©2009PERAGlobal未来的研发云的所需的一些技术„3DonInternet„3Dvirtualization„HighPerformanceInterconnectvirtualization„Licensescheduling„Auto-remotesolving„Windows/LinuxInter-operationaccount,storage,etc.„…©2009PERAGlobal安世亚太提供”研发云”咨询服务„提供从底层硬件到应用集成的从头到脚的咨询服务–与HP工作站合作——”3D桌面云”–与IBM等合作——”研发计算云”–与Platform/Microsoft等合作——研发HPC及云计算管理–与Panasas等合作——存储云–与BNT等合作——高性能网络©2009PERAGlobal中小企业精益研发服务平台DEMO©2009PERAGlobal总结„HPC解决计算规模和性能问题，云计算解决计算效率问题„将云计算应用到研发信息化中，将解决诸多传统IT架构的问题„3D桌面云/计算云/存储云/服务云等，是研发云的重要组成部分„安世亚太提供研发信息化云计算咨询服务THANKSwww.peraglobal.com©2009PERAGlobal