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去年月最新公布的第三十次全球超级计算机排行榜上微软系统只占据了区区套远不及Linux的套但作为软件行业的巨头微软自然不会轻易放弃这块高端阵地于是月日WHS在这个时间走进了我们的视野 [查阅更多关于Server 的专题文章] Windows HPC Server （WHS）是现有Windows Computer Cluster Server （WCCS）的继任者基于Windows Server bit系统核心它能提供新的高速网络高效灵活的集群管理工具面向服务的体系结构(SOA)工程进度安排支持合作伙伴的集群文件系统可用于计算流体力学水利枢纽模拟等大规模并行项目或BLAST蒙特卡罗模拟等复杂的并行项目 WHS为主流高性能计算带来了一股新的力量其统一的管理部署界面可以帮助大型小型计算机群集有效降低部署的复杂度并且提供了一个全新的简单高效的管理体验来提升群集管理员的生产率
从WCCS 到WHS
回想在年用户要想使用 G的计算能力大概要花费千万美元而如今相同级别的计算水平早已普遍应用于普通的X计算机之中相应的花销更是下降到千美元左右成本的大幅下降使得超级计算在硬件方面的开销已经下降到了个人桌面计算机的水平 但应用HPC群集的最大障碍主要来自于其复杂的部署过程以及一旦部署完成还要面对的维护挑战在HPC全面普及之前它必须成为组织中主流的IT架构的一部分群集需要像管理和部署现有的架构的一部分一样的简单方便同时需要对终端用户更加的透明并且无缝集成而对于开发人员来说他们能够使用相同的部署工具和技术在多核处理器上或者是多个计算机上编写相应的程序 在最初的WCCS中微软已经展现了其在商业主流高性能计算方面的能力基于Windows Server x 的WCCS 提供了一套完整的集成的群集环境包括操作系统工作调度程序 Message Passing Interface v (MPI) 支持 以及群集管理和监控组件等WCCS整合了群集部署以及管理方面的活动目录服务以及Windows Server 的常用工具并且可以使用微软管理控制台（MMC）工具实现简单部署计算机节点和中心管理从而大大降低用户使用HPC的复杂度
作为WCCS的第二个版本Windows HPC Server 则是一个基于Windows Server 操作系统的 x版本这款产品将会支持更大的部署环境通过一个全新的调度程序全面超越上一款产品同时也支持Windows Server 中全新的Windows 部署技术以及一个包含支持全新网络路径的更快的Microsoft Message Passing Interface (MSMPI) 接口和一个建立在System Center用户界面（UI）上的全新的管理界面这个工具还支持Windows PowerShell作为其首选的脚本语言在WHS中头结点借助 Windows Server 故障转移服务为群集的故障转移和冗余实现了 Microsoft SQL Server的故障恢复能力 WHS与其它微软产品的整合也更好的提升了HPC的生产效率同时增强了终端用户的使用体验这其中就包括与Microsoft Office SharePoint Server 以及Windows Workflow Foundation的联合使用以及能够更好增强管理有效性的Microsoft System Center 解决方案通过与 Windows Communication Foundation (WCF)的整合WHS使得服务导向架构（SOA）应用程序的开发者更好的利用HPC解决方案提供的全新力量 WHS的四大创新特性
部署WHS时微软将重点集中在四个关键的区域上分别是系统管理工作计划网络和MPI以及存储新版本中包括
——系统管理 基于System Center UI 架构的全新管理平台整合了群集管理中的每个方面
节点组允许管理员可以分类并且在计算机节点上批操作
实时监控图允许用户轻松的查看群集的最新状态
使用Windows PowerShell 以及其它命令行工具实现群集的脚本化控制
多头节点的高可用性
使用Windows部署服务增强计算节点的储备
内建对于群集宽度更新的支持
内建系统错误诊断功能
内建群集报告功能
扩展报告允许使用例如SQL Server 分析服务的外部数据库工具来完成工作计划分析
System Center Operations Manager 管理包 ——工作计划安排 与 Windows Communication Foundation (WCF)的整合 WHS使得服务导向架构（SOA）应用程序的开发者更好的利用HPC解决方案提供的全新力量
工作计划间隔取决于处理器内核处理器插槽以及计算节点的水平
对于大型群集的性能增强
工作计划数据库支持外部数据库
全新的工作计划策略
支持基于HPC的策略接口 ——网络和 MPI 网络引导为MPI应用程序提供了显着的RDMA网络性能提升
改进的网络配置向导
为多核服务器提供的全新的共享存储MSMPI执行
MSMPI 与Windows 的事件跟蹤整合在一起 ——存储 Windows Server 支持改进的iSCSI SAN
Windows Server 支持 Server Message Block (SMB) v
全新的文件系统支持以及高性能存储需要的群集供应商合作伙伴
全新的存储缓存供应商合作伙伴 WHS的硬件需求
对于WHS来说其最低的硬件需求与Windows Server x标准版本的操作系统所需的硬件条件基本相同WHS支持最多 GB 的内存所支持的处理器包括AMD OpteronAMD Athlon Intel Xeon with Intel EMT和Intel Pentium with Intel EMT 硬件 需求 CPU 使用Intel Pentium位架构的处理器或者使用 Intel Extended Memory 技术的 (EMT) 的 Xeon处理去; AMD Opteron 家族的处理器 AMD Athlon 家族的处理器 或其它兼容的处理器 RAM MB 多处理器支持 WHS和 Windows Server 标准版服务器都支持最多四个处理器 Windows Server 企业版则最多支持到八个处理器 安装最小硬盘空间 GB 磁盘卷 头节点和计算机节点需要一个单独的系统卷支持RAID卷但不是必须使用系统卷必须是 MBR分区格式而其它卷可以是 MBR 或者 GPT格式 网络接口卡 至少有一个网络接口卡 (NIC)如果存在私网那么头节点要求至少两个NIC同时计算节点也需要至少一个每个节点可能都需要一个高速的NIC用于信息传递接口（MPI）网络 WHS的软件需求与部署
WHS的头节点和计算节点可以是Windows Server x的标准版操作系统或Windows Server x 企业版工作调度程序使用 Microsoft SQL Express 作为它的知识库除了SQL Express 以外现有的 SQL Server 或者 SQL Server 安装程序也可以使用而头节点故障转移群集则要求SQL Server 标准版或者企业版 一个管理员控制台以及一个工作计划调度用户控制台组件将会自动安装在计算机群集的头节点上当然这些组件也可以安装在允许远程管理群集的其它计算机上或者降级为客户计算机上的工作任务而支持这些远程安装组件的操作系统有 · Windows Server Service Pack (SP) 或者 R
· Windows Server
· Windows XP Professional Service Pack (SP)
· Windows XP Professional x Edition
· Windows Vista Business Enterprise 以及 Ultimate 版本解决方案架构 WHS由一系列群集服务器组成其中包括一个单独的头节点 以及一个或者多个计算节点(见图)头节点通过Windows Server 高可用性服务器和SQL Server群集控制台和仲裁服务器来访问群集资源并且实现了对于计算节点的单点管理部署以及工作计划调度WHS也可以通过现在的活动目录架构在安全账户管理以及多系统管理方面使用例如Microsoft System Center Operations Manager 这样的微软工具 图 : 一个典型的 WHS网络模型 WHS的安装过程包括在头节点上安装操作系统加入活动目录域然后安装Compute Cluster Pack 在用户第一次开启管理控制台时一个任务清单上会为用户展现计算机群集必须要完成的配置这些步骤中包括 定义网络拓扑配置自动部署为群集添加计算节点等WHS使用 Windows Server 的部署服务角色来部署计算节点 HS提供了节点模版这种简便的方法可以定义用户计算节点上需要的配置而Windows 部署服务的一个简便的界面帮助用户管理全部的节点或者是群集的一个节点组并且跟蹤部署的处理过程WHS管理工具包括一个诊断测试利用这个测试管理员可以检测群集的连接故障节点负载以及工作计划状态
小结
随着硬件成本的降低以及管理部署技术的简化 高性能计算的发展越来越引人注目根据IDC公司市场调研报告显示在年只有%左右或者台处理器安装HPC系统而在去年就有大约台或者超过%的处理器安装了这类系统目前Altair Engineering IncCluster Resources IncPlatform Computing等多家相关行业企业都已宣布支持WHS而PanasasQuantum Corp StorNextHP PolyServeSanbolic的集群文件系统均得到该系统的支持IBM的IBM GPFS也将在不久后加入这一行列 最新的WHS集群服务器为并行应用程序创建了开发环境也使客户在现有的环境中更容易的集成应用程序正像微软的HPC总经理Kyril Faenov说的HPC系统会帮助商业伙伴达到一个更广阔的层面 【相关文章】
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