Облачная платформа для вычислений на суперкомпьютерах.

Эффективность применения СК мож­но повысить путем предоставления поль­зователям знакомого им предметно-ори­ентированного пакета прикладных про­грамм, который поддерживает параллель­ные вычисления. В этом случае пользова­тели могут начать работать на СК с мини­мальными затратами на изучение техно­логий параллельных вычислений. Вместе с тем, пакеты прикладных программ, поддерживающие параллельные вычисле­ния, отличаются высокой сложностью в установке и настройке. Обычным пользо­вателям сложно самостоятельно устано­вить такой пакет и настроить его на рабо­ту с СК. Решением является технология облачных вычислений, при которой поль­зователи работают с программным обес­печением, установленным не на их ком­пьютерах, а на серверах поставщиков об­лачных услуг.

В настоящее время ведутся работы по предоставлению пользователям СКЦ ИММ УрО РАН пакетов прикладных программ для параллельных вычислений по модели SaaS. Пакеты устанавливаются на серверах вычислительной облачной платформы в СКЦ ИММ УрО РАН профессиональными администраторами и интегрируются с СК «УРАН». Под интеграцией понимается возможность запуска задачи на СК прямо из графического интерфейса пакета с последующей обработкой результатов расчетов (анализ данных, визуализация и т.п.) также в графическом интерфейсе. Для доступа пользователей к облачным ресурсам используются программы подключения к удаленному рабочему столу.

В настоящее время облачная платформа УрО РАН полностью сформирована и успешно функционирует на основе телекоммуникационного центра коллективного пользования ИММ УрО РАН (ТЦКП). ТЦКП создан для размещения облачных приложений, виртуальных серверов в рамках построения частного корпоративного облака УрО РАН, а также размещения научно-информационных сервисов.

Находящийся в составе ТЦКП маршрутизатор Cisco WS-C6506 используется для маршрутизации трафика сети УрО РАН во внешние сети, поддерживает BGP сессии с внешними провайдерами, обеспечивает защиту пользователей сети УрО РАН от сетевых вирусов и внешних атак, а также используется для сбора статистики по трафику в режиме реального времени и его анализа, мониторинга и устранения неполадок.

Институты УрО РАН в Екатеринбурге объединены высокоскоростной оптической линей связи с пропускной способностьью 10 Гб/с. Коммутатор Cisco 7609 с супервизором WS-SUP32-10GE-3B используется для коммутации трафика институтов и организации виртуальных локальных сетей (VLAN) для разграничения прав доступа к сетям этих институтов.

Коммутатор Cisco WS-C6503E используется для организации каналов связи по оптоволоконным линиям со скоростью до 10 Гбит/с между сетью УрО РАН и сетями провайдеров г. Екатеринбурга, а также поддерживает соединение с резервным каналом выхода в Интернет для сети УрО РАН.

Примеры предоставляемых сервисов:

• телематический сервис (21 организация-пользователь);

• система дистанционного доступа и запуска задач на СК «УРАН» (14 организаций);

• система учета научных проектов, результатов и отчетов «ПРОЭКСПРЕСС» (12 организаций);

• система учёта результатов научно-технической деятельности (система CRIS)» (3 организации);

• система создания и сопровождения электронных журналов (5 организаций);

• система электронных библиотек (5 организаций);

• информационная система «Конференции» (15 организаций);

• система проведения видеоконфереций с трансляцией в Интернет (8 организаций);

• видеоархив УрО РАН (10 организаций);

• портал самообслуживания, для создания виртуальных серверов институтами УрО РАН AppController (6 организаций);

• система управления виртуальной средой и облачными сервисами УрО РАН (6 организаций);

• электронная система «Центральная научная библиотека УрО РАН» (15 организаций).

Примеры решаемых задач:

• разработана архитектура территориально-распределенной системы хранения данных среды высокопроизводительных вычислений УрО РАН на основе ГРИД-технологий и новых протоколов Интернета (Parallel NFS, WebDAV), а также механизмы подключения территориально-распределенной системы хранения данных к СК на основе совместного использования ГРИД-протоколов и стандартных протоколов Интернет.

• разработана облачная технология решения задач теплопереноса, возникающих при эксплуатации инженерных систем в условиях вечной мерзлоты, предоставляющая соответствующие расчеты на СК «УРАН» как веб-сервис.

• реализована обработка в реальном времени в Екатеринбурге на СК «УРАН» потока экспериментальных данных газо- и гидродинамических исследований, получаемых в Перми в ИМСС УрО РАН. Это позволило использовать ресурсоемкие, но высокоточные алгоритмы, избежать хранения гигантских объемов избыточной информации, обрабатывать измерения «на лету» и проводить эксперименты с обратной связью.

Важным аспектом создания облачной платформы является то, что она в значительной мере построена на основе уже имеющихся в СКЦ ИММ УрО РАН серверов. Эти серверы ранее входили в состав вычислительных кластеров, но сейчас уже не обладают необходимой вычислительной мощностью для проведения высокопроизводительных вычислений. При этом данные серверы исправны, пригодны к эксплуатации и могут использоваться для задач, не требующих высокой вычислительной мощности, в том числе для облачных вычислений. Таким образом, облачную платформу удалось создать без дополнительных затрат на оборудование.

В дальнейшем предполагается продолжить увеличение количества серверов облачной платформы с установкой дополнительных пакетов прикладных программ, интегрированных с СК.