ibm platform高性能計(jì)算平臺(tái)在研究云中的應(yīng)用

1、<p>　　IBM PLATFORM高性能計(jì)算平臺(tái)在研究云中的應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]在大港油田勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的協(xié)同研究中，由于軟件系統(tǒng)彼此獨(dú)立，安裝運(yùn)行在不同的系統(tǒng)平臺(tái)上，存在應(yīng)用流程復(fù)雜、資源分配和數(shù)據(jù)資源共享困難等問(wèn)題。為此， 在Linux平臺(tái)下，應(yīng)用IBM PLATFORM高性能計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各軟件系統(tǒng)間的界面集成及軟件資源的跨平臺(tái)共享，開(kāi)發(fā)了高效的自助式智能集群部署和可定制化的界面

2、服務(wù)，形成了優(yōu)化的勘探開(kāi)發(fā)協(xié)同研究環(huán)境。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]協(xié)同研究 遠(yuǎn)程訪問(wèn) PLATFORM 一體化應(yīng)用平臺(tái) 自助式智能集群部署 </p><p>　　中圖分陳類號(hào)：TP393.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）34-0217-01 </p><p><b>　　1 問(wèn)題的提出 </b></p&

3、gt;<p>　　大港油田信息中心當(dāng)前對(duì)于計(jì)算資源的使用與管理，采用傳統(tǒng)的集群式管理方案，這種資源固定分配的方式雖然能夠?yàn)橄鄳?yīng)部門分配適用的資源，但是對(duì)于部門間需求的改變以及資源的按需調(diào)整無(wú)法提供一個(gè)靈活的、便捷的方法。無(wú)形中增加了資源管理部門的工作量以及工作難度，同時(shí)也無(wú)法將現(xiàn)有計(jì)算資源的利用充分的發(fā)揮出來(lái)。其次，信息中心所管理的數(shù)模、建模等應(yīng)用軟件，希望能夠以桌面云的方式為用戶提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)接口，并且按需來(lái)自動(dòng)分配登陸，

4、改變傳統(tǒng)的手動(dòng)建立VNC登陸服務(wù)。 </p><p>　　針對(duì)于此類問(wèn)題，為大港油田信息中心建立一套完整的云管理平臺(tái)，在此基礎(chǔ)之上再根據(jù)信息中心針對(duì)于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的使用動(dòng)態(tài)建立高性能計(jì)算集群、數(shù)模、建模機(jī)群，將能在很大程度上解決上述問(wèn)題，建立起適用于大港油田的、技術(shù)領(lǐng)先的高性能綜合管理平臺(tái)。 </p><p>　　2 研究云平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容 </p><p>　　大港油田經(jīng)

5、過(guò)十多年的信息化建設(shè)，在勘探開(kāi)發(fā)信息系統(tǒng)建設(shè)方面取得了一定的成績(jī)，緊緊圍繞“為油田主營(yíng)業(yè)務(wù)發(fā)展提供強(qiáng)有力信息技術(shù)支撐”這一核心主題，大力推進(jìn)信息化基礎(chǔ)建設(shè)?，F(xiàn)已擁有了大中型計(jì)算機(jī)服務(wù)器，如針對(duì)勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)研究，配置了64臺(tái)高性能刀片服務(wù)器，其中48臺(tái)支持常規(guī)解釋和數(shù)值模擬應(yīng)用，16臺(tái)圖形刀片服務(wù)器支Geoprobe、Petrel等三維解釋類軟件應(yīng)用，存儲(chǔ)容量達(dá)到了130TB，整個(gè)高性能計(jì)算環(huán)境達(dá)到了128個(gè)CPU，1024核心數(shù)，內(nèi)存總

6、量達(dá)到8TB，同時(shí)支持200個(gè)以上的用戶開(kāi)展勘探開(kāi)發(fā)研究工作。在此基礎(chǔ)上，部署了如OpenWorks、Geoframe地震解釋系統(tǒng)、Petrel/SKUA/RMS/Direct地質(zhì)建模系統(tǒng)、Eclips數(shù)字模擬系統(tǒng)、ComPass以及Assetview鉆井工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)等應(yīng)用軟件，并通過(guò)高性能PCM-AE云管理平臺(tái)和獨(dú)立仿真等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施及專業(yè)應(yīng)用的集中部署、應(yīng)用和管理，初步形成了當(dāng)前大港油田的勘探開(kāi)發(fā)研究環(huán)境格局。 </p

7、><p>　　3 研究云平臺(tái)構(gòu)架方案 </p><p>　　針對(duì)于大港油田的云管理平臺(tái)建設(shè)，以全面整合信息中心現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，并為日后新硬件環(huán)境的方便擴(kuò)容為前提，IBM Platform Computing 所推出的云平臺(tái)管理軟件 PCMAE 將為大港油田信息中心提供整體的云平臺(tái)基礎(chǔ)框架。PCMAE 是一個(gè)面向高性能計(jì)算的云管理平臺(tái)，可以整合數(shù)據(jù)中心的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源，為IT資源的統(tǒng)

8、一整合、管理與分配提供有力的技術(shù)支持；同時(shí)，提供了最終用戶直接請(qǐng)求資源的自助服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)豐富的策略為用戶匹配和供給資源，帶給最終客戶靈活便捷的云資源申請(qǐng)和使用模式。另外，在虛擬化軟件之上提供它們所不具備的虛擬機(jī)靈活定制與整體管理功能，對(duì)虛擬機(jī)集群及上層 HPC 集群進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)部署、監(jiān)控和資源調(diào)度，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用與服務(wù)的最快交付。 </p><p><b>　　4 平臺(tái)展示 </b>

9、;</p><p>　　4.1 協(xié)同研究云環(huán)境全面建成，并投入應(yīng)用 </p><p>　　云計(jì)算的核心是多用戶、自動(dòng)化管控、彈性計(jì)算，信息中心通過(guò)部署Platform云計(jì)算管理平臺(tái)，極大簡(jiǎn)化研究云環(huán)境管理，實(shí)現(xiàn)集群快速部署與調(diào)整、資源統(tǒng)一管理和自動(dòng)調(diào)度，是中石油第一個(gè)全面云化的研究環(huán)境。在云平臺(tái)基礎(chǔ)上，建立兩套高性能計(jì)算集群、遠(yuǎn)程可視化、自助式服務(wù)。與現(xiàn)有數(shù)模建模等應(yīng)用軟件進(jìn)行集成。 &l

10、t;/p><p>　　通過(guò)云管理平臺(tái)的應(yīng)用，信息中心可以做到將整個(gè)計(jì)算資源放置到云端，快捷的部署物理機(jī)操作系統(tǒng)，以及快速創(chuàng)建虛擬機(jī)并且加入到高性能計(jì)算平臺(tái)，使得原來(lái)需要數(shù)周的工作量簡(jiǎn)化到一個(gè)小時(shí)以內(nèi)。 </p><p>　　4.2 主流勘探開(kāi)發(fā)研究軟件的集中管理使用 </p><p>　　取代了以往分散式的管理方法，將主流研究軟件全部集中在了云管理平臺(tái)之中，用戶通過(guò)登錄

11、統(tǒng)一門戶頁(yè)面，選擇需要使用的專業(yè)應(yīng)用軟件。高性能調(diào)度平臺(tái)會(huì)在云端資源中分配出最適合的計(jì)算節(jié)點(diǎn)供用戶使用。 </p><p>　　在原有軟件的基礎(chǔ)之上，新部署了OpenWorks 5000.8，Geofrme 4.5兩套地震解釋環(huán)境以及Petrel 2013建模系統(tǒng)、Eclipse2013數(shù)值模擬系統(tǒng)、隨鉆分析、鉆井設(shè)計(jì)，軟件種類超過(guò)10種，并在不斷擴(kuò)展之中。 </p><p>　　4.3統(tǒng)

12、一的作業(yè)管理 </p><p>　　當(dāng)用戶提交計(jì)算作業(yè)后，用戶隨時(shí)可以在門戶頁(yè)面上看到作業(yè)的運(yùn)行狀態(tài)，并且隨時(shí)查看作業(yè)計(jì)算過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件、輸出信息。無(wú)論作業(yè)的量級(jí)多大，都能快速定位，即便數(shù)月之前提交的作業(yè)數(shù)據(jù)也能很方便的查看。 </p><p>　　作為云平臺(tái)管理員則可以查看所有用戶的作業(yè)信息，對(duì)用戶的使用情況做到清晰了解，當(dāng)發(fā)現(xiàn)任何作業(yè)出現(xiàn)異常時(shí)，在門戶界面之中就能處理，不必再尋

13、找該作業(yè)所運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)，登錄該節(jié)點(diǎn)后才能處理。 </p><p>　　6 應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能 </p><p>　　6.1 自助式智能集群部署 </p><p>　　提供了簡(jiǎn)單友好的自服務(wù)門戶界面，用戶只需通過(guò)門戶提供的統(tǒng)一認(rèn)證功能，只需要一次登錄認(rèn)證，就能直接調(diào)用運(yùn)行集成在大港油田勘探開(kāi)發(fā)協(xié)同研究云一體化應(yīng)用平臺(tái)上的20余種應(yīng)用軟件，在調(diào)用軟件的同時(shí)， 系統(tǒng)在后臺(tái)自

14、動(dòng)為用戶完成應(yīng)用環(huán)境、硬盤資源的配置， 解決了用戶應(yīng)用流程繁瑣， 較大地提高了用戶生產(chǎn)研究工作效率。 </p><p>　　6.2 跨平臺(tái)軟件資源的共享 </p><p>　　在勘探開(kāi)發(fā)專業(yè)軟件一體化應(yīng)用平臺(tái)上，整合了新老軟件資源，集成了基于windows、Linux等不同平臺(tái)上運(yùn)行的軟件， 在同一臺(tái)客戶端工作站，用戶既能調(diào)用windows系統(tǒng)下的專業(yè)軟件，也能運(yùn)行Linux系統(tǒng)下的軟件，

15、實(shí)現(xiàn)了軟件資源的跨平臺(tái)共享， 大大提高了勘探開(kāi)發(fā)軟件的利用率。 </p><p>　　6.3 顯著減少了硬件投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 </p><p>　　使用集中部署和應(yīng)用虛擬化技術(shù)后，客戶端不再需要配備高性能專業(yè)圖卡，不再需要不斷升級(jí)客戶機(jī)硬件，不再擔(dān)心用戶數(shù)據(jù)丟失，不再經(jīng)常到用戶端安裝部署專業(yè)軟件，顯著減少了日后硬件投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 </p><p><b

16、>　　7 結(jié)論 </b></p><p>　　通過(guò)專業(yè)研究軟硬件集中部署和自助式智能集群部署技術(shù)在大港油田實(shí)踐，搭建了支撐油田勘探開(kāi)發(fā)協(xié)同研究工作的軟硬件集中部署、數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)、備份統(tǒng)一管理、應(yīng)用統(tǒng)一發(fā)布、用戶單點(diǎn)使用的集成應(yīng)用環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了基于Linux環(huán)境下不同平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)界面集成和軟件資源跨平臺(tái)共享，把20多種異構(gòu)專業(yè)軟件統(tǒng)一在一個(gè)平臺(tái)中集中發(fā)布管理起來(lái)，徹底解決了以往單機(jī)作戰(zhàn)應(yīng)用模式帶來(lái)各

17、種弊端，保證了油田各項(xiàng)研究工作的高效進(jìn)行，具有良好的應(yīng)用前景。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]張軍華， 臧勝濤，單聯(lián)瑜，等. 高性能計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 石油地球物理勘探， </p><p>　　[2]趙改善， 包紅林. 集群計(jì)算技術(shù)及其在石油工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 石油物探， </p&