IBM XX大学基于云计算的高性能计算平台 .doc

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1、IBM XX 大学基于云计算的高性能计算平台大学基于云计算的高性能计算平台 方案建议书方案建议书 致客户的一封信 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台平台方案建议书 致客户的一封信致客户的一封信 尊敬的 XX 大学领导： 您好！感谢您一直以来对 IBM 产品及方案的关心、支持和厚爱。 长期以来，IBM 以满足客户需求为已任，秉承“成就客户、创新为要、诚信负责”的价值观， 运用 IBM 公司强大的软硬件技术、整体解决方案能力、研发和客户服务能力竭诚为客户服务；致 力于帮助我们的客户迎接当前所面临的挑战，改善业务模式以及提高企业的灵活性去适应可

2、持续 发展的要求。 XX 大学是国家在科学技术方面的最高咨询及研究机构之一，本次要进行的百万亿次高性能计 算机系统的建设项目背负着重大使命，必须成功实施完成。我们了解到，本次规划的高性能计算 中心不仅仅是提供传统的高性能计算，也不仅仅是高性能计算设备方案，还需要增加资源的管理， 用户的管理，虚拟化的管理，动态的资源产生和回收等等。对于 XX 大学来说，选择一个拥有高 新技术发展能力、有高性能应用支持能力、大型计算中心实施经验的非常有诚意的长期合作伙伴， 对中心今后成为高性能技术潮流引导者，突破计算能力瓶颈和系统顺利运行至关重要。 IBM 作为全球高性能计算领域的领导者，一直非常重视高性能计算市

3、场。我们拥有世界排名 第一的高性能计算机： IBMIBM 公司为美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室研发的公司为美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室研发的“Roadrunner”“Roadrunner” （走鹃）超级计算机，运算速度达到了每秒（走鹃）超级计算机，运算速度达到了每秒 1.0261.026 千万亿次；千万亿次；IBM 作为云计算的领导者，是唯一 一家能够提供云计算全方位支持的厂家，无论是硬件、软件和服务；IBM 作为 IT 领导者，能使云 计算更好地与高性能计算中心相结合，更好地发挥云计算在高性能计算领域运用的优势。 我们本着满足此次项目结构的需要，并保证最大程度的兼容性和开放性的发展策略

4、原则上， 特意为您设计了“基于 IBM 蓝云计算的高性能计算”解决方案。方案引入了先进的“云计算”理 论的同时，为您提供代表世界先进水平的高性能计算产品和服务。我们愿与 XX 大学集团通力合 作，设计与建设完善的、先进的、可靠的、中国最快速的高性能计算机系统。 IBM 不仅希望能够 积极参与到此次高性能计算中心的建设过程中，更有信心能够成为 XX 大学超算中心在这一领域 的最佳长期合作伙伴。 再次感谢您花费宝贵的时间来浏览我们的方案建议，期望能有机会跟您针对方案的详细内容 进行更细致的交流，并期待着与您开展真诚的合作。 销售代表姓名： 联 系 电 话： 文档说明文档说明 华南师范大学基于云计算

5、的高性能计算平台平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台平台方案建议书 文档说明文档说明 此文件属于商业机密文件，经过有关方面批准方可从作者获取。 保密说明保密说明 本建议书属于商业机密文件，书中的所有信息均为 IBM 机密信息，仅供 XX 大学基于云计算大学基于云计算 的高性能计算平台项目的高性能计算平台项目 使用。务必妥善保管并且仅在与项目有关人员范围内使用，未经 IBM 公司 明确做出的书面许可，不得为任何目的、以任何形式或手段（包括电子或机械复印、录音或其他 形式）对本文档的任何部分进行复制、存储、引入检索系统或者传播。 特别声明特别声明 本建议书内容，包括价格和配置，只适

6、用于 XX 大学基于云计算的高性能计算平台项目大学基于云计算的高性能计算平台项目。 尽管 IBM 已经尽力使本文档内容完整和有效，但仍可能有技术方面不够准确的地方或印刷错 误。如果需求有所变化，IBM 将对有关内容进行相对应的调整，并在本投标未来版本中体现。 IBM 是国际商业机器公司的注册商标。本文档提及的其他公司、产品和服务的名称，可能是 其他公司的商标或服务的标志。 本建议书的有效期为自开标日起 90 日历天日历天。 目目 录录 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 目目 录录 第第 1 章章高性能计算与云计算概述高性能计算与云

7、计算概述1 1.1为什么高性能计算需要向云计算模式迈进.1 1.2基于云计算的高性能计算模式.1 第第 2 章章我们对您的需求和目标的理解我们对您的需求和目标的理解3 2.1我们对您的高性能计算中心建设目标的理解.3 2.2我们对您的高性能计算中心建设需求的理解.3 2.3基于 IBM 蓝云计算的高性能计算中心方案简介5 2.4IBM 高性能计算中心方案将带给您的价值 6 第第 3 章章XX 大学高性能计算中心方案设计大学高性能计算中心方案设计.9 3.1方案特性.9 3.2方案总体架构设计.10 3.3方案产品配置简表.12 第第 4 章章IBM 蓝云高性能计算方案各系统描述蓝云高性能计算方

8、案各系统描述.14 4.1集群硬件系统方案描述.14 4.2集群软件系统方案描述.16 第第 5 章章IBM 基于蓝云计算的高性能计算方案优势基于蓝云计算的高性能计算方案优势.26 5.1基于云计算的高性能计算方案优势.26 5.2IBM 并行文件系统 GPFS 的优势.28 5.3IBM BLADECENTER绿色节能解决方案优势.30 5.4IBM BLADECENTER 方案优势 .33 5.5IBM 智能系统管理优势 34 5.6IBM TIVOLI MONITORING 解决方案优势35 目目 录录 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平

9、台方案建议书 第第 6 章章XX 大学高性能运算技术实施方案大学高性能运算技术实施方案.37 6.1IBM 的 XX 大学高性能计算机系统项目团队.37 6.2系统集成服务介绍.38 6.3项目管理服务介绍.38 6.4项目实施服务介绍.39 第第 7 章章XX 大学超算中心高性能运算的服务支持方案大学超算中心高性能运算的服务支持方案.41 7.1服务支持体系.41 7.2非现场维护支持系统.42 7.3现场维护支持系统.45 第第 8 章章XX 大学超算中心高性能运算的技术培训方案大学超算中心高性能运算的技术培训方案.48 第第 9 章章IBM 在中国高性能计算市场的成功案例在中国高性能计算

10、市场的成功案例.49 9.1在中国的大规模高性能计算机系统市场上，IBM 占据着领导地位 49 9.2在中国的高校领域，IBM 在高性能计算中也展开了广泛的合作： 51 第第 10 章章为什么为什么 IBM 是高性能计算领域之最佳的合作伙伴是高性能计算领域之最佳的合作伙伴.53 10.1IBM 是重视科学研究的厂商 53 10.2IBM 是高性能计算市场的领导 54 第第 11 章章IBM 公司介绍公司介绍57 11.1IBM 是全球信息工业的领导者 57 11.2IBM 在中国 57 11.3IBM 全球信息科技服务部优势概览 58 附录附录 1 方案产品介绍方案产品介绍.59 1.1IBM

11、 硬件产品详细配置 59 1.2IBM ESERVER BLADECENTER.62 1.3IBM ESERVER BLADECENTER HS21.65 目目 录录 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 1.4IBM SYSTEM X365066 1.5本方案中涉及的部分软件产品简介.68 附件附件 2 场地电气要求说明场地电气要求说明75 1.设备外观与功耗.75 2.场地环境.76 3.场地布局.78 4.走线方式.79 第 1 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书

12、 第第 1 章章 高性能计算与云计算概述高性能计算与云计算概述 1.1 为什么高性能计算需要向云计算模式迈进为什么高性能计算需要向云计算模式迈进 在信息科学领域半个多世纪的发展历史中，高性能计算一直代表了当时技术的制高点，并成为理 论科学和实验科学以后科技创新的主要工具。在过去十年中，高性能计算技术正处于创新的高峰期， 其处理速度和总体计算能力的发展远高于摩尔定律描绘的芯片技术的发展速度，在近期刚公布的最新 一期全球超级计算 500 强榜单中，第 500 名的实测浮点运算能力为 5.92 万亿次（峰值 9.99 万亿次）。 在应用领域，一些传统领域和高性能计算结合的新兴交叉学科不断涌现，如计算

13、化学、计算物理、生 物信息学等，这也为我国计算技术的研究提供了跨越式发展的良好机遇。 在高性能计算领域，我国总体上较为落后于发达国家，在应用和教育方面的差距尤为严重。差距 是挑战，更是发展空间和机遇。我国政府为应对国际金融危机加大投入拉动内需的重大举措，必然使 我国信息化建设提速，激发有关行业对高性能计算机的需求：金融行业规避风险需要提升预测分析能 力，高性能计算是重要手段；超级计算是精确地震预报、灾害天气预报的主要手段；此外，在应对能 源和自然资源枯竭危机、环境污染、疾病威胁等人类面临的重大问题的进程中，在探索宇宙、物质和 生命现象奥秘的过程中，高性能计算扮演着极为重要的角色。这些都为我国高

14、性能计算中心的发展提 供了极大的机遇。 要把握机遇，高性能计算中心需要不断挑战和突破新的计算能力。然而，在当前的经济危机影响 下，中心更面临如何以更少的资源投入提供更高计算性能的巨大挑战。新一代的高性能计算中心建设 不能仅仅考虑软硬件设备的选择，而是需要全面考虑中心运作、应用效率、技术创新合作等多方面因 素，充分考虑总体架构的合理性和资源管理的高效性，具备长远的高性能运算科研和供应能力。 换句话说，新一代的高性能计算中心不仅仅是提供传统的高性能计算，更不是一个高性能计算设 备方案，还需要增加资源的管理，用户的管理，虚拟化的管理，动态的资源产生和回收等等。基于云 计算的高性能计算就应运而生了。

15、1.2 基于云计算的高性能计算模式基于云计算的高性能计算模式 事实上，云计算的演变从 1990 年左右开始，经历了网格计算、效用计算、软件即服务（SaaS） 几个阶段。我们可以这样定义云计算：云计算是一种计算模式，在这种模式中，应用、数据和 IT 资 源以服务的方式通过网络提供给用户使用。云计算也是一种基础架构管理的方法论，大量的计算资源 组成 IT 资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用。 第 2 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 基于中国目前的现实情况和 IBM 一直以来对中国的承诺，IBM 把云计算的创新理念和

16、先进技术 引入中国，旨在通过云计算提供的优质服务帮助中国客户解决目前面临的各种问题，摆脱困境，并持 之以恒，帮助客户创造更大的价值，促进中国科技的不断创新和发展，实现经济的持续快速增长。 在云计算模式下，计算工作由位于互联网中的计算资源来完成，用户只需要连入互联网，借助轻 量级客户端，例如手机、浏览器，就可以完成各种计算任务，包括程序开发、科学计算、软件使用乃 至应用的托管。提供这些计算能力的资源对用户是不可见的，用户无需关心如何部署或维护这些资源， 因此，这些资源被比喻为“云”。 “云”就像是一个发电厂，只是它提供的不是电力，而是计算机 的计算、应用和管理能力。只要通过网络进行连接，并得到授

17、权，您就可以使用这些能力和资源了。 采用云计算的基础架构，搭建高性能计算中心，可以采用云计算的基础架构，搭建高性能计算中心，可以提供一种新的提供一种新的 IT 资源供应模式。在这种模资源供应模式。在这种模 式下，计算中心可以自动地管理和动态的分配、部署、配置、重新配置以及回收资源，也可以自动安式下，计算中心可以自动地管理和动态的分配、部署、配置、重新配置以及回收资源，也可以自动安 装软件和应用。装软件和应用。从而实现快速高效、动态优化的高性能计算资源分配，在项目结束后，计算中心可以从而实现快速高效、动态优化的高性能计算资源分配，在项目结束后，计算中心可以 自动回收资源，能充分发挥计算能力。自动

18、回收资源，能充分发挥计算能力。 利用云计算的特性，高性能计算中心不仅仅能够提供科研所利用云计算的特性，高性能计算中心不仅仅能够提供科研所 需要的高计算力，同时还可以扩展计算中心的服务内容，做为一个数据中心服务于其它的应用，提高需要的高计算力，同时还可以扩展计算中心的服务内容，做为一个数据中心服务于其它的应用，提高 整体资源的利用率。整体资源的利用率。 第 3 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 第第 2 章章 我们对您的需求和目标的理解我们对您的需求和目标的理解 2.1 我们对您的高性能计算中心建设目标的理解我们对您的高性能计算

19、中心建设目标的理解 XX 大学科研力量雄厚，在生物、化学、电子等多个领域都有着高精尖的研究课题，XX 大学是 国家在科学技术方面的最高咨询及研究机构之一,本次要进行的高性能计算机系统的建设将为不同领 域的杰出科学家提供一个技术领先的研究平台,本次要进行的百万亿次高性能计算机系统的建设标志 着中国科研发展的里程碑，该平台需要实现的主要目标有: 成为国内最快高性能计算机之一: 规模超过现时国内最快高性能计算机系统 5 倍以上能够提 供世界领先水平的高性能计算平台。 成为世界领先水平的高性能计算机: 按 TOP500 排名,系统性能将达到世界十强的水平具备目 前最先进的高性能计算技术，满足各个领域的

20、应用需求。 作为研发下一代千万亿次高性能计算机作准备: 该该系统同时作为 XX 大学下一个高性能计 算机研发项目的验证。 由此可见，XX 大学百万亿次高性能计算机系统项目背负着重大使命,必须成功实施完成此重要 目标。 根据我们对 XX 大学本次项目的调研结果产生的需求分析报告，本次计划建设的高性能计算中心 主要承担的服务任务有： 1）面向科研领域、提供优质服务的方针，积极为学校各个学院提供大型科学计算服务和技 术支持； 2）服务单位遍布校内各类科研单位，科学计算题目涉及数学、物理、化学、计算机、地理、 光电子、生命科学等多种学科领域，为科学计算研究与实际应用提供了强有力的支持； 3）集公共资源

21、服务、计算技术研究与科研开发于一体的机构。 上述三种服务中，公共资源的提供与服务是其基本职能，也是中心的主体；计算技术研究在一 定时期内将是其主要的服务内容和协助 XX 大学搞性能计算的攻关方向；科研项目的开发是保持其良 性运转的基础，将通过重点课题、重大项目和有关科研领域的深入研究保障中心可持续发展。 2.2 我们对您的高性能计算中心建设需求的理解我们对您的高性能计算中心建设需求的理解 根据我们对 XX 大学高性能计算中心的前期了解，本次中心建设需要解决的问题主要有以下几个 方面： 第 4 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书

22、2.2.12.2.1 平台需求：平台需求： XX 大学在多个科研领域都已经开始利用计算科学的力量快速推动科研项目的进展，所以更好的 满足各个学科科研软件的计算需求是保证科研进度的关键，但是通过我们的调查发现，由于科研 领域广，科研软件多样，对平台的需求也呈多样化趋势。为满足所有用户的计算需求，中心必须 能够满足提供广泛平台支持： 操作系统支持：windows、Linux 系统架构支持：单机、集群并行 虚拟化支持：为了让有限的资源满足更多的用户需求，需要采用虚拟化的方式，提供更多的 虚拟设备，包括单机或者并行环境，提高整体资源的利用率。 2.2.22.2.2 用户管理需求用户管理需求 可管理性：

23、高性能计算中心服务全校，所以用户会来自各个院系，需要提供一种用户管理机 制，可以根据用户来动态分配计算资源。 用户界面：需要提供一个友善的用户使用界面，让用户可以便利在界面上进行资源查看、申 请等操作 统计：为了便于网络中心监控和分析资源的使用情况，需要可以根据用户为单位来查看所有 用户的资源利用情况。 2.2.32.2.3 资源管理需求资源管理需求 动态资源分配：当用户在用户界面上进行资源的申请时，经过管理员审批之后，可以动态的 从可使用资源中分配出客户所需要的计算资源。 物理资源管理：可以让管理员方便的查看到所有物理资源的健康状态，提前进行故障隔离， 预防。 虚拟资源管理：便利的进行虚拟设

24、备的产生和管理，动态部署和动态回收。 资源报表：提供给管理员使用，让网络中心查看现有资源的利用率，对计算资源进行调整， 扩充。 2.2.42.2.4 硬件规模需求硬件规模需求 集群总体性能 计算峰值 2/3/5T FLOPS 集群内存总量 内存总量 410/620/1000GB 集群高速互连网络采等新一代高速网络系统实现节点间通讯。 集群接点架构 采用刀片服务器为节点机 存储容量存储容量5TB 第 5 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 综合中心建设目标和各种需求，对于 XX 大学来说，选择一个拥有高新技术发展能力、有高性能 应

25、用支持能力、大型计算中心实施经验的非常有诚意的长期合作伙伴，对中心今后成为高性能技术潮 流引导者，突破计算能力瓶颈和系统顺利运行至关重要。IBM 为您特意设计了“基于 IBM 蓝云计算 的高性能计算”解决方案，满足您的各项需求，并为您提供代表世界先进水平的产品和服务，并且希 望能够成为 XX 大学超算中心在这一领域的长期合作伙。 2.3 基于基于 IBM 蓝云计算的高性能计算中心方案简介蓝云计算的高性能计算中心方案简介 2.3.12.3.1 基于基于 IBMIBM 蓝云计算的高性能计算中心建设思路蓝云计算的高性能计算中心建设思路 应用为先应用为先：根据调研结果，并根据应用的需求来选择最合适的软

26、硬件平台。由应用决定平台， 而不是由平台限制应用； 创新为体创新为体：高性能计算技术发展日新月异，在架构设计时，应充分考虑技术发展趋势，采用先 进的产品和创新的思路，最大化利用现有投入，并考虑到今后扩展的需求； 效率为要效率为要：不仅仅以峰值运算能力或单一的 Linpack 测试指标作为设备选型的依据，而是充分考 虑总体架构的合理性和资源管理等要素，实现一个高效率计算（High Productivity Computing） 的平台。 2.3.22.3.2 IBMIBM“基于蓝云计算的高性能计算基于蓝云计算的高性能计算”解决方案简介解决方案简介 IBM 云计算中心经过多年的探索和实践，结合高性

27、能计算中心需求特征，设计开发出“基于蓝 云计算的高性能计算”基础架构管理平台解决方案。其结合了业界最新技术，充分体现云计算理念， 且具有众多成熟案例。方案可以对高性能计算中心现有的基础架构进行整合，通过虚拟化技术和自动 化技术，构建高性能云计算中心。实现硬件资源和软件资源的统一管理、统一分配、统一部署、统一 监控和统一备份，打破单个运算对资源的独占，从而帮助中心实现高性能计算目标。 基于蓝云计算的高性能计算中心解决方案拥有的功能如下：基于蓝云计算的高性能计算中心解决方案拥有的功能如下： 服务器部署 存储资源的部署 集中式的 OS 映像备份和恢复 补丁的安装管理 服务器配置的改变 存储系统配置的

28、改变 应用模板的管理 监控报告 费用管理 基于蓝云计算的高性能计算中心可以自动管理和动态分配、部署、配置、重新配置以及回收资源， 也可以自动安装软件和应用。“蓝云”可以向用户提供虚拟基础架构。用户可以自己定义虚拟基础架 构的构成，如服务器配置、数量，存储类型和大小，网络配置等等。用户通过自服务界面提交请求， 每个请求的生命周期由平台维护。 第 6 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 基于蓝云计算的高性能计算平台架构图如下： 解决方案由以下部分构成： 需要纳入高性能云计算中心的软硬件资源。硬件可以包括 x86 或 Power 的机

29、器、存储服务 器、交换机和路由器等网络设备。软件可以包括各种操作系统、中间件、数据库及应用，如 Aix、Linux、DB2、WebSphere、Lotus、Rational 等。 IBM“蓝云”管理软件及 IBM Tivoli 管理软件。“蓝云”管理软件由 IBM 云计算中心开发， 专门用于提供云计算服务。 IBM“蓝云”咨询服务、部署服务及客户化服务。“蓝云”解决方案可以按照客户的特定需 求和应用场景进行二次开发，使云计算管理平台与客户已有软件硬件进行整合。 2.4 IBM 高性能计算中心方案将带给您的价值高性能计算中心方案将带给您的价值 2.4.12.4.1 采用云计算模式的高性能计算，提

30、供动态优化的高性能计算资源分配采用云计算模式的高性能计算，提供动态优化的高性能计算资源分配 IBM 作为 IT 行业的领导者，能使云计算更好地与高性能计算中心相结合，更好地发挥云计算在 高性能计算领域运用的优势。 进行资源整合，提高资源利用率并能快速响应多种研究项目所需的资源环境； 解决使用人员众多，资源种类繁多的资源调配混乱现象，有效共享资源，杜绝浪费； 第 7 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 快速高效、动态优化的高性能计算资源分配模式，在项目结束后，自动回收资源，能充分发 挥计算能力； 消除由于多学科，多人使用，研究项目

31、之间的互相影响，加快科研进度； 提供多种操作系统平台支持，促进科研项目发展； 支撑多种研发平台，为研究者提供独立计算环境； 可以成为网格计算的支撑平台，提升计算的灵活性和便捷性。 2.4.22.4.2 IBMIBM 全球领先的高性能计算平台技术，帮助您实现计算能力目标全球领先的高性能计算平台技术，帮助您实现计算能力目标 IBM 作为全球高性能计算领域的领导者，一直非常重视高性能计算市场。IBM 在高性能计算技 术的发展本着满足尽可能多的客户对不同结构解决方案的需要，和保证最大程度的兼容性和开放性的 发展策略。IBM 公司在这一领域积累了长达半个世纪的丰厚经验，并在关键技术领域不断创新，取 得大

32、量里程碑式的成果。 2008 年 6 月 18 日，最新一期高性能计算 TOP500 名单强势出炉，全球高性能计算由此正式进入 了一个全新的阶段最高性能超过 1 千万亿次的超级计算机问世。排名第一的是排名第一的是 IBMIBM 公司为美国能公司为美国能 源部洛斯阿拉莫斯国家实验室研发的源部洛斯阿拉莫斯国家实验室研发的“Roadrunner”“Roadrunner”（走鹃）超级计算机，运算速度达到了每秒（走鹃）超级计算机，运算速度达到了每秒 1.0261.026 千万亿次，千万亿次，这也是目前为之首个突破千万亿次运算性能的超级计算机。此外，Roadrunner 也是 TOP500 名单中最节能的

33、系统之一。 亚军和季军同样来自 IBM，分别是 IBM 华生研究中心的 BGW 和 LLNL 的 ASC Purple，性能分别为 91.29Tflops 和 75.76Tflops。 2.4.32.4.3 最具丰富的高性能计算中心建设经验和专业技术团队，是您的项目建设顺最具丰富的高性能计算中心建设经验和专业技术团队，是您的项目建设顺 利的最大保障利的最大保障 IBM 在高性能计算市场，尤其是在所谓高端市场上一直处于领先地位。无论是在超级计算机数 上，还是计算能力上，IBM 都遥遥领先其他电脑厂商。其中在台数上，IBM 公司支持 TOP500 的计 算机台数为 232 台，比第二名 HP 多出

34、 66 台；在计算能力上，IBM 45%的占有率是第二名 HP 的近 2 倍之多。 在中国的大规模高性能计算机系统市场上，IBM 同样占据着领导地位。大中国地区目前运行速大中国地区目前运行速 度排名前度排名前 5 5 的高性能计算机系统均由的高性能计算机系统均由 IBMIBM 中国公司提供，并成功实施。中国公司提供，并成功实施。其中包括目前速度最快的计算 机、安装于中国台湾超级计算中心（NCHC）的 IBM x3550 集群系统，及大陆地区运行速度最快的、 安装在胜利油田的 HS21 刀片集群系统。因此, IBMIBM 公司大中华地区拥有了各厂商中最多实施过公司大中华地区拥有了各厂商中最多实施

35、过 TOP500TOP500 项目的技术人员项目的技术人员。 众多高性能计算项目的顺利安装与运行，为 IBM 中国公司在超大规模高性能计算机系统的设计 与实施方面积累了宝贵的经验。同时也培养出一批专业的、高水平的高性能计算相关技术人才，包括 第 8 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 系统架构设计、系统安装实施、以及并行计算与用户应用支持等各方面的专业团队。为您的计算中心 系统高效率的运行和使用提供必要的系统及应用等方面的各项支持。 2.4.42.4.4 中国本地中国本地 IBMIBM 云计算中心支持，为您的高性能计算中心保驾护

36、航云计算中心支持，为您的高性能计算中心保驾护航 IBM 是唯一一家能够提供云计算全方位支持的厂家，无论是硬件、软件和服务， IBM 在云计算 领域已经有了丰富的实战经验。而且 IBM 于 2008 年在中国成立了 IBM 大中华区云计算中心团队 (IBM Cloud Labs 软件管理分发网络(Software network); 数据管理网络(Data network); 软件设计方案软件设计方案： 本方案操作系统建议选择红帽子(Redhat inc)的 AS5,集群管理软件选择 CSM(Cluser System Management),并行文件系统选择 GPFS。 第 12 页 华南师范

37、大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 3.3 方案产品配置简表方案产品配置简表 3.3.13.3.1 方案硬件配置简表：方案硬件配置简表： 服务器及网络设备配置简表 功能组成配置简要安装软件数量 管理服务器 IBM System X3650M3 服务器 2*Intel Xeon Processor E5640 (2.66GHz/12MB L3 Quad-Core), 1333MHz FSB, 16GB Kit (2x2GB) PC2-5300 DDR2 内存 IBM 6*300GB 15K 3.5” SAS 热插拔 HDD ServeRAID

38、-8k SAS/SATA 控制器 256MB 缓存/电池备份 1* Giga Ethernet PCI-E card Linux IBM Cluster System Management (CSM)/xCAT IBM ITM 2 I/O 服务器 IBM Blade HS22 2*Xeon Quad-Core Intel Xeon Processor E5640 (2.66GHz 12MB L2 1333MHz,80W), 16GB Kit (2x2GB DIMM) PC2-5300 CL5 ECC DDR2 FBDIMM 667MHz Low Power 2*146GB 15K 2.5“ S

39、AS HDD 1*QLogic 4Gb Fibre Channel Expansion Card (CFFv) Linux IBM General Parallel FileSystem (GPFS) server version 3 IBM Cluster System Management (CSM/xCAT) client. IBM ITM Client 2/3/5 计算服务器 IBM Blade HS22 2*Xeon Quad-Core Intel Xeon Processor E5640 (2.66GHz 12MB L2 1333MHz,80W), 16GB Kit (2x2GB

40、DIMM) PC2-5300 CL5 ECC DDR2 FBDIMM 667MHz Low Power 2*146GB 15K 2.5“ SAS HDD Linux/Windows IBM General Parallel FileSystem (GPFS) client version 3 IBM Cluster System Management (CSM/xCAT) client. IBM ITM 24/36/59 计算服务器 IBM Blade JS22 4 核 4.0 GHz 64 位 POWER6，带有 AltiVec SIMD 和硬件十进 制浮点加速功能 8G DIMM ECC

41、Chipkill DDR2 SDRAM 533MHz 146GB 2.5 10K RPM SAS HDD IBM AIX/Liux IBM General Parallel FileSystem (GPFS) client version 3 IBM Cluster System Management (CSM/xCAT) client. IBM ITM 2/3/4 存储 IBM DS4800 4GB Cache 12 块 450 GB/15K E-DDM 硬盘 Windows Host Kit， Linux/Intel Host Kit, 8-Storage Partitions 3 年 7

42、*24 小时原厂服务。 IBM Storage Management GPFS support 1 SAN 交换机 IBM B24 24 口光纤交换机，激活 16 口 1 年 5*9 小时原厂服务。 B24 管理模块2 第 13 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 3.3.23.3.2 方案软件配置简表：方案软件配置简表： 软件配置简表 功能组成配置简要说明数量注释 操作系统Redhat AS 5.0集群操作系统足够的许 可证 本方案目前不包括软件许可证报价， 要另行协商 集群管理系统CSM/xCAT 集群管理系统，集群上/下电

43、，软件安 装等 足够的许 可证 本方案不包括软件许可证报价，要 另行协商 集群硬件监控管 理系统 IBM Tivoli Monitor 硬件状态监控，信息收集 随机附赠本方案包括软件许可证报价 并行文件系统GPFS 集群并行文件系统，完成用户应用数 据交换，存储。 足够的许 可证 本方案不包括软件许可证报价，要 另行协商 第 14 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 第第 4 章章 IBM 蓝云高性能计算方案各系统描述蓝云高性能计算方案各系统描述 4.1 集群硬件系统方案集群硬件系统方案描述描述 随着用户对系统总体运作成本和系统

44、管理维护成本的关注，刀片式服务器已经成为高性能计算集 群的主流，在全球超级 500 强和国内 100 强超级计算机中，许多新增的集群系统都采用了刀片架构， 目前全球运算能力最强的 Linux 集群就采用了 IBM 刀片系统。 基于此，在计算节点的选择上，IBM 建议采用 HS21 刀片,基于最新推出的 Intel 四核处理器，支 持 Windows 和 Linux 操作系统，可以对 64 位/32 位高性能计算应用提供良好支持。并配置一定数量 的 IBM JS22 Power 系列刀片服务器，使用 IBM 强大的 Power6 CPU，频率高达 4.0MHz，支持 Linux 和 Unix 操

45、作系统。 4.1.1 集群服务器硬件架构方案描述集群服务器硬件架构方案描述 各功能服务器和网络连接对照表如下： 网络 服务器 交换网络硬件管理网络软件分发管理网络数据管理网络 管理服务器连接连接连接 I/O 服务器连接连接连接 计算服务器连接连接连接连接 软件的分发和管理通过软件管理分发网络实现，在本方案中，每个刀片中心配置一个 2/3 层交换 机，14 口对内连接所有的 14 个刀片服务器，6 口对外，其中两个口连接到交换机上，所有 I/O 节点 也连接到交换机上,软件分发管理网络，管理节点连接软件分发管理网络,统一管理。 为了实现集群并行文件系统的数据管理。在本方案中，每个刀片中心配置一个

46、 2/3 层交换机，14 对内，连接所有的 14 个刀片服务器，6 口对外，四个口连接到千兆以太网交换机上，所有 I/O 节点 也连接到的交换机上。 本方案中，根据 XX 大学本项 目的建设要求，分别有三种不同的 配置，对应三种运算能力目标：2T FLOPS/3T FLOPS/5T FLOPS。 其 硬件配置如右表： 第 15 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 4.1.2 集群网络架构方案描述集群网络架构方案描述 根据需求调研结果，我们提供两种不同的网络架构供选择：需要说明什么需求，需要两种网根据需求调研结果，我们提供两种不同

47、的网络架构供选择：需要说明什么需求，需要两种网 络架构络架构 网络架构一（部分网络架构一（部分 10Gb 互联）互联） 节点采用节点采用 1Gb（千兆）互联、机箱之间骨干网采用（千兆）互联、机箱之间骨干网采用 10Gb（万兆）互联。（万兆）互联。 需要说明本架构特点和优、劣势需要说明本架构特点和优、劣势 下图是用万兆与千兆网络混合方式的架构图：下图是用万兆与千兆网络混合方式的架构图： 网络架构二（完全网络架构二（完全 10Gb 互联）互联） 所有节点和机箱骨干均采用所有节点和机箱骨干均采用 10Gb（万兆）互联。（万兆）互联。需要说明本架构特点和优、劣势需要说明本架构特点和优、劣势 下图是单纯

48、的万兆网络方式的架构图：下图是单纯的万兆网络方式的架构图： 第 16 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 为了实现并行计算的高速数据交换，正如上面的描述，我们提供两种网络架构选择方案，均采用 网络来互联所有的计算节点/登录节点和存储节点。本方案每套刀片服务中心（刀片箱）都配置 Nortel 1/10Gb Uplink Ethernet Switch Module 交换机做为交换系统，每台外部上联 6 个 1Gb RJ45 接口， 3 个 SFP 10Gb 端口。 特点：本方案充分考虑了本集群 IO 节点与存储系统的连接，在有交换

49、节点的刀片中心都加入了 QLogic 10-port 4 Gb SAN Switch Module 连接到存储区域网络(SAN). 4.2 蓝云动态的基础架构方案描述蓝云动态的基础架构方案描述 = 蓝云动态基础架构包括六个主要模块：蓝云动态基础架构包括六个主要模块： 蓝云集中资源管理模块 (详见 4.3.1) 蓝云用户管理模块 (详见 4.3.2) 蓝云自动化系统/软件部署模块 (详见 4.3.3) 虚拟化网络管理模块 (详见 4.3.4) 蓝云存储管理模块 (详见 4.3.5) 蓝云监控模块 (详见 4.3.6) = 第 17 页 华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书华南师范大学基于云计算的高性能计算平台方案建议书 下面分别对这六个模块及工作原理进行介绍。 蓝云集中资源管理模块工作原理蓝云