高性能計算（HPC）是指以計算為目的，使用了很多處理器的單個計算機系統(tǒng)或者使用了多臺計算機集群的計算系統(tǒng)和環(huán)境。HPC計算集群主要有計算服務器、共享存儲、高速互聯(lián)設備以及配套的管理軟件、平臺軟件和應用軟件構(gòu)成。隨著社會的發(fā)展，高性能計算被越來越多的行業(yè)例如科研、教育、生物、能源等行業(yè)廣泛應用，目前正呈逐漸擴大化趨勢，各種新興行業(yè)如電信、金融、游戲、信息安全領域也得到了越來越多的應用。

中國航空工業(yè)空氣動力研究院(以下簡稱“中航工業(yè)氣動院”)，隸屬于中航工業(yè)集團，是我國航空工業(yè)領域唯一的風洞試驗基地。作為中國航空工業(yè)系統(tǒng)唯一的專業(yè)空氣動力研究機構(gòu)，參與了幾乎所有重點飛機型號的研制工作，擁有一批國內(nèi)領先或特有的先進試驗技術，如進氣道試驗技術、動態(tài)試驗技術、推力矢量試驗技術、流場顯示與測量試驗技術、高精度天平設計與標準技術、高雷諾數(shù)試驗技術、動力模擬試驗技術等，并已初步建成基于結(jié)構(gòu)網(wǎng)格與非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的航空高精度數(shù)值模擬計算平臺。

當前，中航工業(yè)氣動院正處在一個重要的加速發(fā)展期，未來5年內(nèi)的科研能力建設投入將超過以往50多年來投入的總和，重點發(fā)展的業(yè)務領域?qū)@高、低速風洞群的建設與先進試驗技術、先進氣動力理論研究與CFD、新概念飛行器的氣動力創(chuàng)新設計三條主線全面展開，因此客戶亟需建設新的計算平臺來滿足未來業(yè)務發(fā)展對計算性能的需要。

面臨挑戰(zhàn)

1）中航工業(yè)氣動院現(xiàn)有計算平臺計算性能不足，不能滿足業(yè)務需求。原有計算集群為LC機架式服務器，設備面臨老舊、故障率較高， CPU為E5-2609 V2系列，隨著業(yè)務發(fā)展，計算性能的瓶頸越來越突出。

2）存儲的性能較低，IOPS值無法滿足要求，拉低了計算集群的整體計算性能?？蛻衄F(xiàn)有HPC集群中存儲系統(tǒng)采用Lusture方案，OSS和MDS由一臺服務器承載，負擔較重，制約了存儲性能，也極大的拉低了計算集群的整體計算性能。

3）原有HPC集群的可靠性和可擴展性較差。OSS和MDS節(jié)點由一臺服務器承載，且存儲為兩臺集中式存儲，數(shù)據(jù)可靠性差，同時采用機架式服務器面臨組網(wǎng)復雜，管理復雜，擴展性不強的劣勢。

解決方案

在本次建設中，華為所提供的計算集群、存儲系統(tǒng)、管理系統(tǒng)及IPMI網(wǎng)絡等解決方案為中航工業(yè)氣動院構(gòu)筑了全新的HPC平臺，在本次建設中通過采用高性能的華為E9000刀片服務器，可以提供300萬億次的計算能力。同時計算網(wǎng)絡采用100GB EDR高速Infiniband組網(wǎng)，通過2層胖樹無阻塞（1:1）組網(wǎng)，提供更高的帶寬，使計算性能得到完全發(fā)揮。

為解決存儲性能和可靠性以及可擴展性問題，本次建設采用全對稱分布式存儲OceanStor 9000代替?zhèn)鹘y(tǒng)HPC解決方案中存儲系統(tǒng)Lusture方案中的集中式存儲，OceanStor 9000系統(tǒng)包含硬件平臺和軟件系統(tǒng)，硬件主要包含了交換機和存儲節(jié)點，且該設備支持3-288個節(jié)點可擴展，擴展性較強。存儲節(jié)點中SSD盤作為元數(shù)據(jù)存儲，NL-SAS大容量硬盤作為對象存儲，采用8+1:1的冗余比來保障節(jié)點間硬件和數(shù)據(jù)的可靠性。OceanStor 9000使用全IB組網(wǎng)，前端網(wǎng)絡對接用戶IB交換網(wǎng)后端網(wǎng)絡使用內(nèi)部IB交換機，保證了存儲系統(tǒng)內(nèi)部的高帶寬，避免了成為計算集群的性能瓶頸。

同時通過一臺CE6180萬兆交換機和一臺CE5810千兆交換機連接所有設備的管理端口實現(xiàn)集群的調(diào)度、硬件監(jiān)控和管理功能。極大地方便管理和運維，同時本次HPC項目采用刀片式方案，E9000刀片服務器可以支持***32個節(jié)點，密度業(yè)界***，擴展性十分強大，便于擴容來滿足未來業(yè)務發(fā)展需要。

建設價值

通過本次建設，中航工業(yè)氣動院的工作效率極大提升：通過部署新的高性能仿真平臺，使得計算性能大幅提升，使得高復雜模型仿真由不可能變成可能；同時存儲性能得到極大提升，數(shù)據(jù)可靠性增強，數(shù)據(jù)存儲量極大提高；本次建設還擁有良好的擴展性，便于后續(xù)擴容：華為高性能仿真平臺采用華為的一體化解決方案，具備良好的可擴展性，后續(xù)的擴容方便快捷。同時通過管理網(wǎng)絡來管理所有硬件設備，極大地簡化了運維，節(jié)約了成本。