ibm platform高性能計算平臺在研究云中的應(yīng)用

1、<p>　　IBM PLATFORM高性能計算平臺在研究云中的應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]在大港油田勘探開發(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)資源共享困難等問題。為此， 在Linux平臺下，應(yīng)用IBM PLATFORM高性能計算技術(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共享，開發(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 PLATFORM 一體化應(yīng)用平臺 自助式智能集群部署 </p><p>　　中圖分陳類號：TP393.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）34-0217-01 </p><p><b>　　1 問題的提出 </b></p&

3、gt;<p>　　大港油田信息中心當(dāng)前對于計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，但是對于部門間需求的改變以及資源的按需調(diào)整無法提供一個靈活的、便捷的方法。無形中增加了資源管理部門的工作量以及工作難度，同時也無法將現(xiàn)有計算資源的利用充分的發(fā)揮出來。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)程訪問接口，并且按需來自動分配登陸，

4、改變傳統(tǒng)的手動建立VNC登陸服務(wù)。 </p><p>　　針對于此類問題，為大港油田信息中心建立一套完整的云管理平臺，在此基礎(chǔ)之上再根據(jù)信息中心針對于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的使用動態(tài)建立高性能計算集群、數(shù)模、建模機(jī)群，將能在很大程度上解決上述問題，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。 </p><p>　　2 研究云平臺建設(shè)內(nèi)容 </p><p>　　大港油田經(jīng)

5、過十多年的信息化建設(shè)，在勘探開發(fā)信息系統(tǒng)建設(shè)方面取得了一定的成績，緊緊圍繞“為油田主營業(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)已擁有了大中型計算機(jī)服務(wù)器，如針對勘探開發(fā)業(yè)務(wù)研究，配置了64臺高性能刀片服務(wù)器，其中48臺支持常規(guī)解釋和數(shù)值模擬應(yīng)用，16臺圖形刀片服務(wù)器支Geoprobe、Petrel等三維解釋類軟件應(yīng)用，存儲容量達(dá)到了130TB，整個高性能計算環(huán)境達(dá)到了128個CPU，1024核心數(shù)，內(nèi)存總

6、量達(dá)到8TB，同時支持200個以上的用戶開展勘探開發(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)計系統(tǒng)等應(yīng)用軟件，并通過高性能PCM-AE云管理平臺和獨(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發(fā)研究環(huán)境格局。 </p

7、><p>　　3 研究云平臺構(gòu)架方案 </p><p>　　針對于大港油田的云管理平臺建設(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 所推出的云平臺管理軟件 PCMAE 將為大港油田信息中心提供整體的云平臺基礎(chǔ)框架。PCMAE 是一個面向高性能計算的云管理平臺，可以整合數(shù)據(jù)中心的計算資源、存儲資源和網(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，提供了最終用戶直接請求資源的自助服務(wù)平臺，通過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，對虛擬機(jī)集群及上層 HPC 集群進(jìn)行統(tǒng)一的自動部署、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>　　云計算的核心是多用戶、自動化管控、彈性計算，信息中心通過部署Platform云計算管理平臺，極大簡化研究云環(huán)境管理，實(shí)現(xiàn)集群快速部署與調(diào)整、資源統(tǒng)一管理和自動調(diào)度，是中石油第一個全面云化的研究環(huán)境。在云平臺基礎(chǔ)上，建立兩套高性能計算集群、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>　　通過云管理平臺的應(yīng)用，信息中心可以做到將整個計算資源放置到云端，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算平臺，使得原來需要數(shù)周的工作量簡化到一個小時以內(nèi)。 </p><p>　　4.2 主流勘探開發(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之中，用戶通過登錄

11、統(tǒng)一門戶頁面，選擇需要使用的專業(yè)應(yīng)用軟件。高性能調(diào)度平臺會在云端資源中分配出最適合的計算節(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，軟件種類超過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)用戶提交計算作業(yè)后，用戶隨時可以在門戶頁面上看到作業(yè)的運(yùn)行狀態(tài)，并且隨時查看作業(yè)計算過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件、輸出信息。無論作業(yè)的量級多大，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>　　作為云平臺管理員則可以查看所有用戶的作業(yè)信息，對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，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>　　提供了簡單友好的自服務(wù)門戶界面，用戶只需通過門戶提供的統(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發(fā)協(xié)同研究云一體化應(yīng)用平臺上的20余種應(yīng)用軟件，在調(diào)用軟件的同時， 系統(tǒng)在后臺自

14、動為用戶完成應(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 跨平臺軟件資源的共享 </p><p>　　在勘探開發(fā)專業(yè)軟件一體化應(yīng)用平臺上，整合了新老軟件資源，集成了基于windows、Linux等不同平臺上運(yùn)行的軟件， 在同一臺客戶端工作站，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共享， 大大提高了勘探開發(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、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)境下不同平臺應(yīng)用系統(tǒng)界面集成和軟件資源跨平臺共享，把20多種異構(gòu)專業(yè)軟件統(tǒng)一在一個平臺中集中發(fā)布管理起來，徹底解決了以往單機(jī)作戰(zhàn)應(yīng)用模式帶來各

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. 高性能計算的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 石油地球物理勘探， </p><p>　　[2]趙改善， 包紅林. 集群計算技術(shù)及其在石油工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 石油物探， </p&