一、项目背景

石油行业应该是应用HPC高性能计算最为广泛的领域之一，因为石油勘探工作需要进行海量数据的密集计算和模拟，计算结果出来后还要转换成直观的可视画面，这些工作必须借助高性能计算机才能实现最佳的勘探效益，在石油勘探项目中需要通过地球物理方法去获取数据,它包括了电法,磁法,重力法,放射性法以及地震波法，地震波法是石油勘探中最常用的基本方法，因为地震波能穿透厚达几千米的岩层.提供石油可能埋藏的信息和数据，再利用HPC并行计算的强大数据处理能力，精确计算、分析这些获取到的信息和数据，为油气钻井定位提供参考。

二、方案介绍

为了实现更强的计算和分析海量数据的能力，在通讯网络架构，并行计算架构，管理结构以及存储架构的设计提出了高的要求：

1）、满足由于快速计算所带来的临时计算数据处理速度对持续带宽要求

2）、计算体系结构和计算能力的变化，传统基于主机的计算部署架构存在不足

3）、综合考虑石油行业高性能计算应用的特点，以及石油企业对于勘探业务计算任务执行效率和成本的管控要求

4）、大规模系统在计算节点、网络、存储和软件上的高可用性要求

5）、对大规模系统设备的集中维护，简易、方便、可靠性管理的要求

根据项目的实际处理业务的需求，本方案采用PowerScale9000一体机与登陆节点和管理节点以及高速通讯网络集中部署方案，其各服务计算节点间做集群处理实现计算业务的均衡负载，平滑迁移；并采用链路冗余机制保证通讯的数据传输的稳定性和安全性；整体满足项目的需求。

三、方案解析

1、产品方案

本方案中选用北联宝德高性能定制化Powerscale 9000超级计算机（HPC）系统，作为石油勘探领域的数据处理中心，发挥着举足轻重的作用

 高密度

采用超高密度的设计，最大可支持80节点，节约空间

 易扩展

采用平台化设计思想，全模块化设计

 低功耗

采用集中式供电、共享散热设计

 易管理

采用一体化快速交付设计

 易维护

采用集中式管理设计，简化运维管理工作，提高运维效率

2、方案部署

2.1、集群部署

     基于并行计算体系架构，将所有的结算节点和管理节点通过高速通讯网络连接起来，并部署集群软件实现任务的负载均衡，各计算节点处理任务不均衡时自动平等分配任务达到均等计算的效果，实现并行的快速、高效计算。

部署集中存储方式，各节点映射同一存储，实现数据的共享，方便灵活调用、存写数据信息，

部署集中管理节点，集中管理、监控各计算节点的状态、运行情况

2.2、网络部署

采用40GB和80GB INFINIBAND交换机，实现个计算节点、管理节点、存储节点和登陆节点互联，达到高带宽，高速、低延时的数据通讯，解决IO通讯的瓶颈。

采用链路冗余机制，预防单通道故障，单通道堵塞导致计算性能下降，中断，低速的弊端。

2.3、节点部署

     根据应用、功能在集群中部署四个节点

  管理节点

  存储节点

  计算节点

  登陆节点 

管理节点(Management Node)  是集群系统各种管理措施的控制节点，管理网络的控制点，监控集群中各个节点和网络的运行状况，集群的管理软件运行在这个节点上。 

存储节点(Storage Node)  存储节点就是集群系统的数据存储器和数据服务器，需要存储大量数据，部署并行文件系统及多台IO服务器。 

计算节点(Computing Node)是整个集群系统的计算核心，它的功能就是执行计算，采用多路多核心服务器或刀片、多节点服务器实现高性能、高密度、低能耗、并行快速计算。  

登陆节点，负责用户信息注册，登陆信息核对，提供系统使用，运行安全机制。

四、方案优势

1、安全保障高

    整个系统可通过业务网络实现集中化管理，客户维护方便。

2、降低了计算上的性能瓶颈

   通过集群软件实现集群统一部署，并且可自动均衡负载，移动迁移，保证计算的可靠运行，并且采用高带宽，高速的INFINIBAND交换机完全解决低速的IO瓶颈。

3、有效节省了成本投资

中海油系统一直采用国外服务器品牌，为此每年需支付高昂的软件支持费用，采用国产HPC设备不但可从分满足石油勘探的工作需求，并且成本低，用户体验好

4、通讯效率有保障

    通讯链路采用冗余设计，计算节点、管理节点和存储节点间均采用冗余链路连接，保障数据的读写安全和顺畅。