Linux高性能计算集群

 国家电网集群解决方案

 

                                                    供应商:北京正高集群信息科技有限公司

 

 网络的高速发展,带来了服务器的线形增长,当访问需求增长时,服务器会在很短的时间内超载,集群技术由此应运而生。目前,越来越多的企业采用Linux操作系统,提供Web、邮件、文件存储数据库等服务。随着人们对Linux服务器依赖的加深,对其可靠性、负载能力和数据能力也备加关注。Linux集群技术以低廉的成本,实现了这些需求。Linux可以运行于极为普及的PC机上,不需要购买昂贵的UNIX硬件设备。在几台运行LinuxPC机上,只要加入相应的集群软件,就可以组成具有很强可靠性、负载能力和计算能力的L inux集群。

 

 集群就是通过高性能网络将多台同构或异构的计算机连接起来并协同完成特定任务的计算机群,它们对外部的表现就像一个系统在工作。传统的UN IX的集群产品,TruClusterServer之类,价格十分昂贵,L inux集群产品具有优良的性能价格比。

 集群可以分为三类:高可用性集群、负载均衡集群、超级计算集群。

 (1)高可用性集群。高可用性集群的主要功能就是提供7×24小时不间断服务。有许多应用程序都必须一天24小时不停运转,如工业控制系统、数据交换机、军事监测系统、电信业务支持系统等。对这些应用程序来说,暂时的停机和重启都会导致数据的丢失或灾难性的后果。高可用性集群通常是由多个节点构成,当单个节点出现故障时,系统其他节点接替服务,整个系统仍能继续正常对外提供服务,其设计目的就是要最大限度地减少服务中断时间。

 (2)负载均衡集群。第二类集群是负载均衡集群,目的是提供与节点个数成正比的负载能力,将系统的整体负载合理地分配到各个节点上,使得每个节点都不会因为超负荷工作而崩溃;并且系统整体负载需求大于系统整体负载能力时,可以通过增加系统节点,平滑地拓展系统负荷能力。这种集群非常适合提供大访问量的Web服务。

 (3)超级计算集群。第三类集群是超级计算集群,它通过将多台机器连接起来同时处理复杂的计算问题。按照计算关联程度的不同,又可以分为两种: ①任务片方式,要把计算任务分成任务片,再把任务片分配给各节点,在各节点上分别计算后再把结果汇总,生成最终计算结果。②并行计算方式,节点之间在计算过程中大量地交换数据,可以进行具有强耦合关系的计算。这两种超级计算集群分别适用于不同类型的数据处理工作。有了超级计算集群软件,企业利用多台PC机的组合就可以完成通常只有大型服务器才能完成的计算任务。

Linux超级计算集群方案

  最初,Linux 高性能计算集群是在大学或那些需要进行生物及药物研究的科学研究组织中建立起来的,但很快Linux 计算集群系统就成为企业可接受的产品技术。并将其应用到诸如汽车、航天制造、医药、油气开发、制造业等多个行业。现在,计算集群技术已经可以提供很低的整体拥有成本(TCO),并削减了原是大型超级计算机的复杂仿真计算领域的市场份额。因此,计算集群正快速取代传统的共享内存平行系统,这些传统技术曾经广泛的用于复杂的经济学和财政模型,医药研究和设计,以及性能仿真设计。能够提供引人注目的高性能计算能力、降低相关费用的Linux的计算集群系统已经被主流商业用户所认可。

 

* 下面我们就全面剖析国家电网Linux集群解决方案

 

 Linux高性能计算集群解决方案包括:

  1超级计算集群系统架构。超级计算集群是并行计算的基础,以解决复杂的科学问题。它可以使集群系统通过高速连接来链接的一组单处理器或双处理器微机,并且在公共消息传递层上进行通信以运行并行应用程序。因此,所谓的廉价的L inux超级计算机,实际是一个L inux计算机群集,其处理能力与真正的超级计算机相当,L inux集群系统的价格比超级计算机便宜很多。

  2超级计算集群软件。支持L inux集群的软件及系统有EnFuzion,Beowulf等。Beowulf软件的主要功能包括:分发任务到各个计算节点;监测任务运行的情况;监测故障及故障恢复;控制任务队列等。

  3系统配置及结构图

 

处理器为处理器 Intel安腾2Intel至强处理器

 

体系的计算节点 基于安腾2技术的服务器、基于ZG-6105服务器、光纤存储 千兆以太网, Myrinet Quadrics Linux 发行版本 MSC.Linux (专为高性能计算集群优化并且兼容于Red HatLinux)Red HatSuSECaldera TurbolinuxDebianScyld

 

支持和服务由正高集群和他的合作伙伴提供;包括现场系统集成,Linux认证培训和知识传授,IT服务以及支持

 

应用软件 :计算机辅助工程计算(CAE)MSC.Nastran MSC.PatranLS-Dyna Star-CD Fluent AEA CFX

 

 

   

                         

 系统拓扑图

 

适用领域:

 

高校、研究所、大型企业的研发设计部门,气象局对计算要求非常高的教育研究机构单位。如计算电子结构等计算项目,生物医学DNA排序等,对三维图形计算要求比较高的企事业单位,如芯片设计制造,汽车设计制造。

 

总结

 

这套解决方案最先采纳了低成本高性能的ZG-6015服务器,安腾2服务器与Linux联袂为用户提供高效服务,实现了密集型高性能计算环境下高速运行效果。 Linux 解决方案带来无限发展前景,同时随着科技的发展正高集群群体员工也将为您提供更加优异的集群解决方案

 

 

  • 来源:北京正高集群信息科技有限公司
  • 时间:2009-03-06 10:28:32

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