برای دسترسی به سایت قدیم به این آدرس مراجعه نمایید
سلام مهمان , ورود

مرکز پردازش سریع دانشگاه صنعتی شریف

معماری سامانه پردازش سریع دانشگاه صنعتی شریف

مدل‌های ارائه خدمت:
 الف) ماشین مجازی پردازش سریع (High-Performance Virtual Machine): این گزینه برای پژوهشگران و محققانی مطلوب است که نیازمند جستجو و کنکاش در داده‌ها، تصویرسازی و توسعه مبانی و ساختار پردازشی مورد نظر خود هستند. لذا در این مرحله وجود زیرساختی پویا و تعاملی که بتواند صحت و عملکرد کد و تحلیل کاربر را ارزیابی کند ضروری است. همچنین کاربر موردنظر در این مرحله نیازمند نصب و راه اندازی انواع نرم‌افزارهای سنگین و علمی متنوع خواهد بود. 
ب) صف اجرای کار دسته جمعی مبتنی بر زمان‌بندی (Job Scheduling): این گزینه برای مواردی مناسب است که کدهای موردنظر کاربر زده شده‌است و کارهای کاربر نهایی شده و آماده اجرا بر روی پردازنده است. به دلیل حجم بالای داده این کاربر نیازمند منابع بسیار پیشرفته در مقیاس بزرگ می‌باشد. مزایای این روش، آماده بودن نرم‌افزارهای مورد نیاز، در اختیار داشتن حجم زیادی از منابع و صرفه‌ی اقتصادی برای کاربر است. 
معماری کلی سامانه و شمای کلی ارتباطات آن در شکل زیر آورده شده‌است. همانطور که در شکل نیز مشخص است، خدمات بر اساس محیط یکپارچه‌ی موازی‌سازی شده ارائه می‌شود که کاربران پس از ورود به وب‌سایت خدمات پردازش سریع دانشگاه صنعتی شریف، بر اساس روش مشخص‌شده که در شکل زیر(راست) نمایش داده شده است، منبع پردازشی خود (هسته محاسباتی یا پردازشی) و میزان و نوع کار خود را مشخص می‌نمایند. در مرحله‌ی بعدی، درخواست آنها به سیستم مدیریت صف ارجاع داده می‌شود تا منابع موردنظر از منبع ذخیره سازی (SAN) واکشی شده و به گره‌های محاسباتی ارجاع داده شود. این عملیات در شکل زیر (چپ) مشخص شده‌است. پس از اجرای محاسبات، گزارش کار به همراه نتایج محاسبات برای کاربر ارسال می شود.

مراحل خدمات پردازش سریع برای کاربران

برای انجام محاسبات در این سامانه، سه سطح از لایه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری درگیر هستند که در شکل زیر نشان داده شده‌است. در این شکل برای انجام محاسبات سریع از لایه‌ی هسته[۱] سیستم‌عامل در بخش درایور سیستم و در بخش لایه‌ی میانی از بخش کلاستر استفاده می‌شود. در لایه‌ی کاربرد نیز با استفاده از لایه‌ی ارتباطی و کدهای موازی می‌توان داده‌ها را ارسال کرد. در لایه‌ی ارتباطی پروتکل‌های متفاوتی استفاده می‌شود که برخی از آن‌ها در شکل زیر نشان داده شده‌است.


ساختار گره‌های محاسباتی

پروتکل‌های لایه‌های ارتباطی

در خدمات پردازش سریع دانشگاه صنعتی شریف، مدل نرم‌افزاری مورد استفاده در این سامانه امکان بهره‌گیری از چندین پردازنده را به‌طور موازی در شبکه‌ی پر سرعت فراهم می‌کند. این مدل در شکل زیر نشان داده شده است. همچنین، امکان خوشه‌سازی پردازنده‌های گرافیکی برای محاسبات سنگین را در اختیار کاربر قرار می‌دهد. این خدمات با اضافه شدن لایه‌های محاسباتی و کنترلی مدیریت منابع بر اساس امتیازهای[۲] داده شده ارائه می‌شود.

تنوع خدمات در حال حاضر مرکز پردازش سریع به بیش از ۲۷۰۰ کاربر در انواع رشته‌های مهندسی با بیش از ۱۰۰ نرم افزار تخصصی، ابزارهای شبیه سازی و مدل‌سازی برای پردازشی مبتنی بر پردازنده‌های محاسباتی و پردازنده‌های گرافیکی خدمات ارائه می‌دهد تا انواع نیازهای پژوهشی این کاربران را برآورده نماید. در کنار تمامی امکانات پردازشی با استفاده از ذخیره‌سازی داده‌ها و اطلاعات کاربران درشبکه‌ی ذخیره‌سازی SAN محدودیت ذخیره‌سازی داده‌ها را حذف کرده‌ایم. همچنی، با این کار از لحاظ سطح امنیتی داده‌های کاربری نیز به توفیق مضاعف رسیده‌ایم.

شکل زیر مدل نرم‌افزاری مورد استفاده درخدمات پردازش سریع دانشگاه صنعتی شریف برای امکان خوشه‌سازی 
برنامه‌ی توسعه‌ی مرکز پردازش سریع با توجه به مطالعات انجام شده و نیازسنجی به عمل آمده، مرکز پردازش سریع دانشگاه اقدام به توسعه زیرساخت جهت ارائه‌ی خدمات در دو قالب زیر را نموده‌است:

ماشین مجازی (Virtual Machine): این گزینه برای پژوهشگران و محققانی مطلوب است که نیازمند جستجو و کنکاش در داده‌ها، تصویرسازی و توسعه مبانی و ساختار پردازشی مورد نظر خود هستند. لذا در این مرحله وجود زیرساختی پویا و تعاملی که بتواند صحت و عملکرد کد و تحلیل کاربر را ارزیابی کند ضروری است. همچنین کاربر موردنظر در این مرحله نیازمند نصب و راه اندازی انواع نرم‌افزارهای سنگین و علمی متنوع خواهد بود.

صف اجرای کار دسته جمعی (Batch Queue): این گزینه برای مواردی مناسب است که کدهای موردنظ کاربر زده شده است و کارهای کاربر نهایی شده و آماده اجرا بر روی پردازنده است. به دلیل حجم بالای داده این کاربر نیازمند منابع بسیار پیشرفته در مقیاس بزرگ می باشد.

با توجه به توسعه مدل خدمت رسانی بر مبنای فوق، معماری کلی سامانه به مانند شکل زیر تغییر و توسعه خواهد یافت. در فازهای پیشرو، با گسترش منابع محاسباتی و ساختار محاسبات ابری، هسته‌ی مرکز خدمات پردازش سریع با الگوی نمایش داده شده در شکل زیر آماده بهره‌برداری خواهد گردید. این سامانه هم‌اکنون در مرحله‌ی نهایی‌سازی معماری آن و نیز پیاده‌سازی می‌باشد.


معماری توسعه‌یافته‌ی هسته‌ی خدمات پردازش سریع