當(dāng)今的科學(xué)研究中，計(jì)算已和實(shí)驗(yàn)、理論并列為三大科學(xué)方法。隨著計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展、科學(xué)理論模型日漸成熟，高性能計(jì)算在科學(xué)、工程和社會(huì)等領(lǐng)域都有了愈加廣泛的應(yīng)用。在地球地質(zhì)、氣象氣候、測(cè)繪科學(xué)、天體空間、凝聚態(tài)物理、高能物理、計(jì)算化學(xué)、分子生物學(xué)、基因測(cè)序、材料科學(xué)等領(lǐng)域，高性能計(jì)算已是必備的研究手段。

在物理、化學(xué)、生物、新材料等多個(gè)相關(guān)學(xué)科中，高校、科研機(jī)構(gòu)能夠利用高性能計(jì)算觀察到比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更細(xì)致的層次，或者對(duì)目前比較昂貴或無法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)進(jìn)行理論模擬，從而幫助解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，理解自然規(guī)律，進(jìn)一步指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程，大幅提高實(shí)驗(yàn)效率。

高性能計(jì)算中心可為網(wǎng)格技術(shù)、并行計(jì)算、海量數(shù)據(jù)處理、密碼分析、虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化技術(shù)等領(lǐng)域的研究提供優(yōu)越的支撐環(huán)境。同時(shí)，為基礎(chǔ)科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的研究提供國(guó)際水準(zhǔn)的現(xiàn)代化科研環(huán)境。

山東大學(xué)、華為與聯(lián)科圍繞山東大學(xué)的高性能計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)及數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)科研的需求，構(gòu)建一個(gè)基于混合硬件架構(gòu)、計(jì)算能力超過300TFOPS、存儲(chǔ)能力超過1PB的計(jì)算平臺(tái)，打造一個(gè)基于容器技術(shù)的有高性能計(jì)算能力的高校公共計(jì)算云平臺(tái)的管理模式和應(yīng)用服務(wù)體系。系統(tǒng)在2017年12月正式發(fā)布，以“硬件+軟件+服務(wù)”的方式，大幅降低計(jì)算用戶的使用門檻。

硬件架構(gòu)：

軟件架構(gòu)：

山東大學(xué)聯(lián)科云計(jì)算平臺(tái)解決方案的優(yōu)勢(shì)：

硬件資源：

山東大學(xué)無論在科研實(shí)力還是在教育成果方面，都處于我國(guó)高等學(xué)府第一階梯，也是此次世界一流大學(xué)建設(shè)的重點(diǎn)院校，其中數(shù)學(xué)和化學(xué)被評(píng)為“雙一流”建設(shè)學(xué)科，山東大學(xué)入選我國(guó)雙一流建設(shè)戰(zhàn)略可謂實(shí)至名歸，而且強(qiáng)大的科研實(shí)力與堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)科研平臺(tái)建設(shè)密不可分，其中高性能計(jì)算集群對(duì)于山東大學(xué)多個(gè)學(xué)科建設(shè)和科研工作推進(jìn)功不可沒。

傳統(tǒng)高性能計(jì)算在氣象、化學(xué)、物理等科學(xué)研究中應(yīng)用頗多，但需要用戶具有較高的計(jì)算機(jī)專業(yè)技能，以氣象專業(yè)的研究生為例，通常學(xué)生需要在WRF這樣專業(yè)的氣象應(yīng)用上進(jìn)行學(xué)術(shù)研究，然而WRF是運(yùn)行于Linux操作系統(tǒng)下，而且均以源代碼方式發(fā)布。

因此，氣象專業(yè)的學(xué)生不僅要掌握Linux系統(tǒng)的各種命令并熟練使用，還要學(xué)習(xí)安裝中編譯WRF所需要的各種依賴關(guān)系、編譯器、數(shù)學(xué)庫(kù)、并行環(huán)境。具體到每個(gè)學(xué)生的實(shí)踐中，一個(gè)這樣的研究工作可能要持續(xù)一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，并且學(xué)生大部分時(shí)間并沒有集中在自己的研究工作上，要建設(shè)“雙一流”高校，學(xué)術(shù)科研及學(xué)校綜合實(shí)力都要上升到新的層次，高性能計(jì)算平臺(tái)也必須更加易用和高效。

為突破傳統(tǒng)高性能計(jì)算平臺(tái)的瓶頸，山東大學(xué)軟件學(xué)院龔斌教授基于十幾年的高性能計(jì)算集群的管理、維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，攜手華為以及華為認(rèn)證ISV聯(lián)科集團(tuán)，基于雙方在高性能計(jì)算領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)利用前沿的云計(jì)算技術(shù)，容器技術(shù)、前端展示技術(shù)以及移動(dòng)計(jì)算技術(shù)，建立創(chuàng)新、高效的公共計(jì)算云服務(wù)平臺(tái)。

軟件資源：

聯(lián)科云計(jì)算平臺(tái)CCMP讓一個(gè)單一的資源池，能夠提供三個(gè)“同時(shí)”：（1）同時(shí)彈性提供各種級(jí)別的計(jì)算需要（從單機(jī)應(yīng)用到大規(guī)模并行計(jì)算）；

（2）同時(shí)容納不同的計(jì)算需求（從數(shù)據(jù)密集到計(jì)算密集，或需要使用不同的操作系統(tǒng)）；（3）同時(shí)滿足不同的用戶習(xí)慣（從要求各種定制環(huán)境的自由度的專家用戶，到要求便捷的按鈕式使用的用戶）。

CCMP是聯(lián)科集團(tuán)建基于多年在高性能計(jì)算集群管理和作業(yè)調(diào)度領(lǐng)域、高性能計(jì)算環(huán)境優(yōu)化領(lǐng)域、共享資源管理領(lǐng)域、并行文件系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)而提出的，開創(chuàng)性解決思路，CCMP融合了先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，將計(jì)算中心的服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一池化，打破傳統(tǒng)的單個(gè)用戶占用物理資源的使用模式，將應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)以及硬件之間的強(qiáng)耦合關(guān)系進(jìn)行解耦，結(jié)合自主研發(fā)的虛擬化技術(shù)，提高資源的利用率，將傳統(tǒng)的計(jì)算中心使用的固化的計(jì)算環(huán)境改造成智能的、動(dòng)態(tài)的、能夠提供“三個(gè)同時(shí)”的計(jì)算環(huán)境。

聯(lián)科云計(jì)算平臺(tái)CCMP的核心理念是EaaS。EaaS是Environment as a Service（環(huán)境即服務(wù)）的簡(jiǎn)稱。通過多年在HPC領(lǐng)域的開發(fā)和服務(wù)實(shí)踐，我們認(rèn)識(shí)到，由于現(xiàn)代計(jì)算需求的多擇性，我們需要的不只是EaaS的E,PaaS的P,SaaS的S，更是一個(gè)包括軟件、數(shù)據(jù)、輸入輸出渠道的環(huán)境（Environment）。通過對(duì)最終用戶提供EaaS，CCMP無縫連接用戶與計(jì)算資源，大幅降低使用計(jì)算技術(shù)解決各種問題的門檻。

聯(lián)科云計(jì)算平臺(tái)CCMP有完整的功能配套，實(shí)現(xiàn)了對(duì)云數(shù)據(jù)中心的資源監(jiān)控、資源預(yù)警、生命周期管理、網(wǎng)絡(luò)管理、分布式存儲(chǔ)管理、云計(jì)算服務(wù)請(qǐng)求處理等功能。CCMP內(nèi)核系統(tǒng)基于原生代碼，相比傳統(tǒng)云平臺(tái)更加高效快速，可以同時(shí)管理虛擬機(jī)與物理機(jī)。CCMP可用于構(gòu)建傳統(tǒng)私有云數(shù)據(jù)中心，還可以搭建高性能計(jì)算平臺(tái)以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)?？刹渴?、管理物理服務(wù)器，申請(qǐng)高性能計(jì)算資源，可通過集群管理子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)計(jì)算進(jìn)行調(diào)度管理、作業(yè)提交以及計(jì)算資源的使用。

系統(tǒng)構(gòu)造方面，CCMP通過X.509證書驗(yàn)證，保證了云系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)器通信的保密性。

在山東大學(xué)聯(lián)科云計(jì)算平臺(tái)的EaaS環(huán)境中，每個(gè)用戶都是環(huán)境的需求者，同時(shí)也是貢獻(xiàn)者。平臺(tái)為學(xué)校師生預(yù)構(gòu)建好的計(jì)算環(huán)境，提供預(yù)先應(yīng)用鏡像和處理的科學(xué)領(lǐng)域數(shù)據(jù)，包括硬件和軟件堆棧，并通過Web方式的交互界面，最大限度降低接入門檻。這意味著學(xué)生可以方便的申請(qǐng)到配置好的系統(tǒng)環(huán)境，甚至已經(jīng)搭建好的應(yīng)用環(huán)境。原本需要長(zhǎng)期學(xué)習(xí)準(zhǔn)備的時(shí)間被壓縮到極致。

此外，高易用性方便使用者參與到平臺(tái)的建設(shè)過程中，用戶可以向平臺(tái)貢獻(xiàn)應(yīng)用鏡像、應(yīng)用數(shù)據(jù)、應(yīng)用服務(wù)，一同打造高效計(jì)算應(yīng)用生態(tài)圈。山東大學(xué)聯(lián)科云計(jì)算平臺(tái)未來將成為數(shù)據(jù)共享、學(xué)術(shù)交流、教學(xué)實(shí)踐與校園信息化統(tǒng)一的資源調(diào)度平臺(tái)。

全文結(jié)束--