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1、中海油 数据中心项目简介,项目背景,石油工业对高性能计算应用的整体要求 更大规模的原始数据 更高的处理速度 数据分析效率和准确性提升对生产的意义多批次建设的高性能集群对核心网络节点的压力现有网络结构和核心交换机的局限 10G端口数量 性能扩展（100G/slot）和延迟 单机星型无层次化扩展设计,网络设备对高性能计算的影响,计算能力随着CPU/GPU技术的成熟，在地震数据解析方面，已经完全采用集群等并行计算方式以有效利用计算能力；计算能力的提升在单node突破有限，更多是增加node数量；I/O能力：磁盘读写I/O：由于数据量巨大，无法考虑采用SSD等高性能硬盘，而本地磁盘速率受到物理机械系统
2、限制，已经无更多增长空间；存储至计算: 1)主机通过8G FC 连接; 2)Infiniband 40G存储至核心网络：10G捆绑连接至NAS计算至核心网络：10G捆绑连接至IB / Ethernet网关,Ref: Internal Slide 石油行业HPC解决方案 switch (eg. Nexus3000)；,地震数据处理主要为计算密集型业务，对I/O能力的要求主要体现在作业数据通过整个核心网络在计算节点和存储节点之间的通信。,Cisco UCS servers,Cisco 2 x 10Gb VIC,Cisco 40Gb Nexus switches,Record-setting Int
3、el Ivy Bridge 1U and 2U servers 创纪录的intel 第三代CPU的1U和2u服务器,Ultra low latency Ethernet- UCS-usNIC,Yes, really!是吗，真的,40Gb top-of-rack and core switches,UCS -usNIC-是一个软件解决方案（固件，内核驱动程序，用户空间驱动程序，和开放MPI支持）为我们现有的第二代思科以太网VIC硬件（虚拟接口卡）。,机顶万兆交换机,集群核心交换机,思科专有HPC系统综合一体化,VIC 1225,Nexus 9300,Nexus 9500,N9300,.,.,.,
4、.,.,低密度服务区,高密度服务区,物理拓扑图,设备清单,核心交换机：Nexus9508，40G骨干接入交换机： Nexus 9396（万兆光口） Nexus 93128 （万兆电口）服务器：刀片UCSB200M4，机架UCSC220M4 或者 UCSC240M4（存储密集型）存储：采用集中存储，FC（图中未画出）出口路由器：ASR1k防火墙：ASA5585,Nexus9500对高性能计算领域客户的吸引力 （1）,核心10G/40G低延迟不同报文大小的线速一致性表现同Arista的竞争分析,Nexus9500对高性能计算领域客户的吸引力 （2）,层次化扩展能力为客户提供更多集群节点组网选择St
5、andalone灵活的EOR部署方式ACI构架的扩展Spine - Leaf (with Nexus9300)FEX扩展 (with Nexus2000),Ref. Nexus 9000 Design Guide http:/ Bidi 技术，直接使用10G MMF线缆，150mQSFP+ 40G to 4*10G SFP+线缆,Nexus9500对高性能计算领域客户的吸引力 （3）,Ref. Mellanox Low Lantency whitepaper with Nexus http:/ Design Guide with N9k http:/ usNIC deployguide htt
6、p:/ HPC 解决方案内部交流 http:/ with UCS for HPC,在没有Infiniband产品情况下，如何提供完整HPC解决方案 ？UCS RACK SERVER with 第三方Adapter , 10G/40G Ethernet with RDMA over Ethernet。UCS C 也能做到。备注：usNIC with UCS B/C + Nexus 3000，也是相对完整的HPC方案，强调ultra low latency. 不在本文讨论范围，如感兴趣，可参考本页Ref最后两条。,思科 usNIC-Based 网卡低延时技术,The Cisco user-spac
7、e NIC (usNIC) feature improves the performance of software applications that run on the Cisco UCS servers in your data center by bypassing the kernel when sending and receiving networking packets,ms (毫秒）s（微秒）、ns（纳秒）,1s=1000ms， 1 ms=1000s， 1s=1000ns,2.16s 微秒,31.65 s 微妙,微秒,纳秒,方案优势,思科数据中心产品为客户带来的改善Cisc
8、o HPC系统拥有出众的HPC性能：Linpack 测试到达89.69%，这是非常高的HPC指标；在Ansys Fluent的测试中，HPC集群的性能是随着节点数的增加线性增加的，同时节点间的延迟则能保持一致。 Cisco usNIC 低时延技术不仅实现甚至超越了类似InfiniBand的低时延及高性能，同时保持Ethernet的通用性、运营/可管理性、低成本的优势。Cisco HPC系统网络采用Nexus 9k网络，高密度40G骨干部署，并支持ACI技术实现设备的自动部署管理，以及网络健康检查，网络策略自动部署。 Cisco UCS的创新架构可以实现HPC集群中各节点的统一管理及资源快速调度
9、，可以在一个管理点上集中管理所有的刀片服务器和机架服务器，统一入口，统一平台，简化布线。 无状态漂移，实现HPC集群中故障节点的快速修复：实现N:1的冗余保护，实现应用的快速恢复，恢复时间大约在10分钟，降低关键系统运维护难度。 思科的HPC整体解决方案中已经具备 设计与制造模拟仿真云的平台基础。客户可以在现有HPC集群的基础上无缝升级到设计与制造模拟仿真云平台，实现HPC的三维可视化呈现，真正做到“HPC + 呈现 + 移动 + 协同 一体化”， 这将使HPC整体设计平台提高一个新的层次。,教育系统HPC解决方案(根据需求分析),- 985工程大学，共39所：定位为发展成为世界一流大学或者世
10、界知名大学211工程大学，共117所（包含39所985），定位为国内一流本科大学，即所谓的一本大学普通本科大学，共640所，即所谓的二本普通本科大学，共640所，即所谓的二本 国家建设部认可：正式现代建筑设计.docx 工程设计：4347家 工程勘察：1047家 设计施工一体化：402家 （一般被认为是设计院了）全国各个行业的设计单位（8000-10000） 各个行业的设计软件公司产品：120多制造业，航空，航天的部分项目预报副本UCS-制造业-军工pipeline (4).xlsx,教育，制造，军工，航空，航天。,HPC模拟仿真项目思科成功案例,- 各个领域中的ISV直接面对客户的关键部门,-批处理科学运算：包括Linux、Windows平台上运行的物理、化学和文字检索批处理程序； - 交互式科学计算：包括在Windows XP和Windows 7上有图形界面的需要观察程序运行的中间状态或检查结果报告；-交互式Windows教学桌面：学生远程使用Windows桌面 进行程序调试或修改，教师通过共享桌面检查学生作业，帮助指导学生完成运算； -远程桌面演示：在专家评审过程中，从会议室的一台终端访问科研云平台上，通过云平台提供的远程桌面功能连接到集群中的一台Windows或Linux服务器或虚拟机的桌面上，实时给评审专家演示项目运行成果。,
