东北大学青睐IBM刀片服务器 支撑科学运算平台

    东北大学采用了123个BladeCenter HS21刀片服务器搭建科学研究运算平台。为何大量采用刀片服务器？信息科学与工程学院副院长张斌认为灵活是最大诱惑。

    “当初招标的时候，很多服务器企业也不明白我们为什么会需要性能各异的集群节点。”东北大学信息科学与工程学院副院长张斌第一句话就吸引了记者。确实，在目前的各种设备采购中，尤其是适用于高校这样一类科研环境高性能计算平台，哪个采购方不是需要性能最高、起码是性能一致的计算平台呢。然而，东北大学信息科学与工程学院在即将于9月上线的128节点的大型项目中，却大量采购了性能各异的刀片服务器。

    据他介绍，该项目采用IBM BladeCenter刀片服务器搭建科研运算平台。在总共128个节点中，计算节点采用9个BladeCenter刀片中心（刀片服务器机箱），共123台BladeCenter HS21刀片服务器。另外配置4台System x3650服务器作为I/O节点，1台System x3650服务器作为管理节点，与System Storage DS3400存储系统通过SAN方式连接。他还补充说，123台刀片既有双核也有四核服务器，CPU主频、内存等指标也并不相同，即使是9个刀片中心也并不一致，其中1台是IBM去年才推出的针对高性能运算的刀片中心BladeCenter H，而剩下8台则是IBM 2002年就推出的经典刀片中心BladeCenter E。

    “因为很多企业不理解我们的特殊应用，因此他们提供的方案总不能完全符合我们的需求，只有IBM的刀片服务器集群和方案最为贴合。”张斌道出了采用IBM BladeCenter的原因，“而刀片的灵活、节能、管理简便又是我们最为青睐的。”

特殊的运算平台

    到底什么样的科研运算平台如此让人琢磨不透？

    原来，一般高校科学计算平台的采购多用于高性能计算项目，而且都以运算能力为指标，因此业界早已习惯将高校看作是最新型号小型机的第一批使用者。但东北大学信息科学与工程学院的项目却并非高性能计算平台，而是支撑信息化基础结构关键技术的科学研究运算平台。

    张斌解释说，“信息化基础结构关键技术”主要是研究支持企业或政府信息化需要的一些基本支撑技术，包括分布式计算、信息安全、智能信息处理、嵌入式计算等多个研究方向，这些复杂繁多的研究方向都需要一些基础架构的运算能力支撑。因此，运算能力并不是最重要的因素，东北大学希望能建立的是一个灵活可扩展的支撑环境。

    据悉，东北大学是国家985工程的首批成员，而信息科学与工程学院则承担着学校二期985工程建设重点支持的“流程工业综合自动化”和“信息化基础结构关键技术”两个创新平台的建设任务。由于学院学科研究方向众多，研究内容又各有侧重，对环境的需求也不尽相同，特别是在研究过程中需要进行大量实验，实验的目标、方案、类别、数据量都在不断变化，所需系统的计算能力、存储能力、实验平台的体系结构、软件环境差异都很大。因此，学院迫切需要一个开放、灵活的支撑平台；同时，为了获得更可靠的实验数据，学院也需要随着科学技术的发展不断改善和扩展实验环境。

小型机不能满足需求

    虚拟技术的发展日新月异，难道不能用计算和处理能力超强的小型机同时进行不同的应用和项目的研究吗？

    其实，东北大学以前采用的就是包括小型机在内的不同类型服务器、存储系统组成的基于局域网的计算环境。但是小型机显然不能满足现在的需求，所以才采用以刀片为主的集群架构。单从计算和处理能力上看，小型机完全符合要求。但问题是一台性能出色的小型机不能满足模拟不同计算平台，尤其是分布式平台计算的要求，关键是它并非集群架构。“我们以前的架构就是这个问题。”张斌表示。东北大学以前购置设备都是根据某一个项目的需求，由项目负责人提供需求，一个一个分散采购。一段时间后就发现，每个设备单独支撑某一类研究，虽然计算能力已经超强，但是在某一类应用里面却无法集中起来，造成重复投资。而现在应用集群系统，可以灵活配置不同应用，在未来计算能力不足的时候，只需要在现有集群上增加设备即可。

    张斌认为，项目的目标非常清晰：第一，需要支持各种操作系统环境；第二，需要具有很强的可扩展性，比如IBM刀片可以一组一组地扩展，使得IBM未来在高性能运算里最新的成果可以扩展到系统中。第三，这个系统是128个节点的集群，可以灵活分拆，2个32个刀片组成集群与1个64个刀片组成的集群可以并行，用以支持东北大学不同学科不同的研究的目标。IBM刀片灵活的热插拔功能，以及扩展能力、管理简便让东北大学毫不犹豫地采购了刀片服务器组成的集群系统。这样，东北大学计算环境就非常全面，可以将基于不同处理器的刀片服务器混合配置到刀片中心，使整个运算平台可以支持不同操作系统，适合不同应用需求，基本构成了现代企业信息化的典型环境。当需要分布式计算或高性能计算的时候，应用计算集群；当需要集中服务的时候，应用小型机；当需要模拟不同环境的时候，应用不同性能的刀片随意组建需要的结构平台。

异构的平台环境

    配置灵活是东北大学这次大规模采用刀片服务器的重要原因。据悉，作为计算节点的123台BladeCenter HS21刀片服务器可分为支持Infiniband的Linux集群环境、高性能的Linux集群环境、普通性能的Linux集群环境和Windows集群环境4个部分，分别支持不同应用。各个节点之间可以独立工作，也可以协同工作，根据实际需要灵活配置，为整个运算平台提供了灵活的特性。

    而项目可以在未来运用最新高性能设备的目标也得以实现。在9个刀片中心中的BladeCenter H就是最新的高性能运算的刀片服务器机箱。

    从刀片服务器近几年的发展来看，刀片的计算能力越来越强大，将如此强大的计算能力顺利完成输入输出成为一个新的问题，I/O成为刀片技术发展的下一个重要的挑战。BladeCenter H就能够支持10Gb以太网、Infiniband高速网络，同时充分预留了扩展空间。BladeCenter H主要面向对I/O和性能要求很高的客户，同时也适用于高性能运算领域。IBM BladeCenter刀片服务器基于模块化设计，也能够帮助东北大学实现真正的计算资源按需扩展的目标。

哪些用户用了BladeCenter

    2004年8月，中国石油集团东方地球物理公司研究院涿州物探局采用由IBM eServer BladeCenter刀片服务器组成的Linux集群，用于石油勘探地震资料处理的高性能计算，共194个节点。

    2004年11月，南京大学宣布同IBM合作搭建新的校园网络系统。新系统采用采用了55台IBM eServer BladeCenter刀片服务器HS20和IBM存储产品NAS500和FAStT600。

    2005年1月，建设银行山西省分行采用IBM eServer BladeCenter刀片服务器。新系统采用两套BladeCenter刀片中心，共18台BladeCenter HS20刀片服务器，配备冗余的Nortel 2-7层交换机和冗余Brocade SAN交换机。

    2005年11月，兰州大学与IBM合作建设网格计算系统。组成高性能计算环境的IBM eServer Cluster 1350系统包括64台作为计算节点的IBM eServer BladeCenter HS20服务器，2台作为管理节点的IBM eServer x346服务器和2台作为存储节点的IBM eServer x346服务器。

    2006年1月，IBM帮助四川移动搭建大容量呼叫中心系统。采用由41台BladeCenter HS20刀片服务器组成的集群系统为客户提供自动语音服务。

    2006年10月，中国科学院计算机网络(CNGrid)信息中心在中国国家网格上应用基于Cell BE的IBM BladeCenter QS20刀片服务器，并协助将CNGrid自主开发的网格中间件移植到该平台上。