基于高性能计算资源的协同应用系统的研究

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摘要：基于高性能计算资源的协同应用系统定位于全面、稳定、高效的系统监控，支持多种硬件及操作系统；提供图形可视化的实时监控，以及多维度的资源运行情况统计分析。采用先进的Osgi架构和标准规范，建立了各业务模块的低耦合，实现了业务模块的热拔插。实现了资源信息管理工具，可以根据客户需求进行灵活配置和随时扩展。统一的用户权限管理，实现了软件、硬件的统一用户认证以及单点登录。远程应用集成，集成了主流的远程应用平台，目前支持Windows、Linux及Unix平台的软件远程应用，实现了软件远程办公。

关键词：计算资源管理 远程虚拟化 协同应用 OSGI

中图分类号：TP311.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00

1系统设计

通过对“集群、工作站、存储、网络、应用许可证”等计算机资源进行统一管理和统计分析，实现计算机资源的监控、应用、管理、协同一体化。

（1）系统主体功能。集成开发系统监控、系统告警工具，实现软件、硬件资源运行状态实时监控，提高系统运行维护效率和问题发现处理及时性；建立计算资源管理数据库，实现计算机资源静态资产信息和动态分配信息的分析管理；建立了软硬件资源的分配模型，实现了计算资源的按需动态分配引进虚拟化技术，探索地震处理解释专业软件Web应用模式，实现了石油勘探、开发和设计等专业软件的远程应用与协同作业。（2）功能模型划分。①计算资源信息管理，实现对所有软硬件资源基础信息的管理，主要包括硬件资源管理、软件资源管理、网络运行管理、设备档案、资料管理。通过对这些信息的收集、存储为资源调度提供依据。②计算资源实时监控，计算资源监控模块部署在各个集群节点及专业应用服务器上，主要实现对计算机资源实时动态监控。③资源运行与使用统计分析，以可视化方式展现计算机资源负载和运行状况，主要包括：负载分析：分析 CPU、内存、交换区利用率和内存换页率。④远程应用共享，远程应用集成是采用web远程桌面技术对现有远程应用接入的扩展和功能增强，通过部署远程Web桌面，为勘探开发、数据管理等各种应用提供基于Web的远程访问能力和用户应用定制能力。⑤统一用户管理，通过部署目录服务、身份管理，在用户管理子系统中，对地震资料处理中心、一体化解释决策中心、数据中心的各系统的用户进行统一管理，集中实现访问控制。（3）系统框架结构。基于J2EE开放的技术和平台，采用LDAP技术，实现了用户统一管理和认证；采用OSGI规范，构建了支持业务模块的集成架构，降低了各业务模块的耦合，实现了业务模块的热插拔。采用虚拟化技术，实现了石油勘探、开发和设计等专业软件的远程应用与协同作业。通过Agent、SNMP和SSH等技术，实现了对集群节点、服务器、网络等计算资源状态的实时采集，建立了软硬件资源的分配模型，实现了计算资源的按需动态分配。

2系统实现

（1）身份认证与单点登录。目录服务在网络资源查找、用户访问控制与认证等方面得到广泛应用。目录服务就是按照树状信息组织模式，实现信息管理和服务接口的一种方法。目录服务系统一般由两部分组成：第一部分是数据库，一种分布式的数据库，且拥有一个描述数据的规划；第二部分则是访问和处理数据库有关的详细的访问协议。本平台中采用目录服务技术实现用户统一管理，采用LDAP目录服务。（2）远程接入。基于WEB远程桌面，能快速访问所有基于服务器的应用，对每个用户、部门、访问地点或工作职能来说，访问都是安全的、个性化的。集中化管理用户访问的权限、控制速度和性能，不改变客户端、网络、应用或服务器。不改变现有应用部署下，用户可通过一个统一、熟悉的web化界面简单的访问他们所有的应用。（3）数据采集技术。包括动态采集和静态采集两部分，静态采集主要是一些硬件信息，如节点的名称、CPU的标志符、CPU的型号、CPU的频率、CPU的频率的单位、CPU个数、单个CPU核数、内存大小、磁盘大小、SCSI控制器的型号、本地文件系统名。动态采集包括CPU的负载（系统占用、用户占用、空闲）、内存使用（实际内存大小、占用多少、空闲多少）、I/O（磁盘的I/O速度、网络的I/O速度）信息。适用操作系统为Redhat Linux 内核2.4和2.6，系统版本是4.3、4.4、4.6。

3运行环境

（1）硬件环境：服务器端配置：WEB应用服务器（CPU-双CPU＼4G以上，E-cache-2M以上，内存-16G以上，硬盘-500G以上，光驱-普通光驱）；数据库服务器（CPU-双CPU＼4G以上，E-cache-2M以上，内存-16G以上，硬盘-1T以上，光驱-可刻录DVD光驱）；客户端，CPU： PIII733或celeron1G以上。内存：512M。硬盘空间：30 G以上可用硬盘空间。（2）软件环境。服务器端配置：WEB应用服务器（操作系统- Redhat Enterprise Linux5，数据库-，其他- Tomcat 6 及备份策略）；数据库服务器（操作系统- Redhat Enterprise Linux5，数据库- ORACLE 11g数据库，其他-）；客户端，通讯环境：能够登录Internet，带宽：1M以上。操作系统：windows2000、windows2003、windowsXP等。浏览器：Internet Explorer8.0以上版本。

4结语

系统研究实现了计算资源的“用、看、管”，满足了专业软件应用、系统维护管理、计算资源管理三方面的需求，取得了以下几个方面的应用效果：1）建立了软硬件资源分配模型，改进计算资源分配模式，提高资源应用效率；2）实现实时监控，系统运行安全性、时效性得到提升；3）提供资源统计分析数据，为投资决策提供依据；4）成功应用软件虚拟化应用技术，初步实践云计算理念。

参考文献

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[3]沈俊辉，李书珍，马星光，刘仁权.中医药院校计算机房管理的探讨[J].实验室科学，2011年02期.