Tato architektura demonstruje spouštění simulací dynamiky výpočetních tekutin pomocí Azure. Naučte se vytvářet, spravovat a optimalizovat clustery pomocí Azure CycleCloudu.
Architektura
Stáhněte si soubor aplikace Visio s touto architekturou.
Pracovní postup
Tento diagram znázorňuje základní přehled typického hybridního návrhu, který poskytuje monitorování úloh uzlů na vyžádání v Azure:
- Připojte se k serveru Azure CycleCloud a nakonfigurujte cluster.
- Nakonfigurujte a vytvořte hlavní uzel clusteru pomocí počítačů s podporou RDMA pro MPI.
- Přidejte a nakonfigurujte místní hlavní uzel.
- Pokud není dostatek prostředků, Azure CycleCloud škáluje výpočetní prostředky Azure nahoru nebo dolů. Je možné definovat předem určený limit, aby se zabránilo překročení přidělení.
- Úkoly se přidělují uzlům spouštění.
- Data se ukládají do mezipaměti v Azure z místního serveru NFS.
- Data se načítají z mezipaměti Avere vFXT for Azure .
- Informace o úloze a úkolu se předávají na server Azure CycleCloud.
Komponenty
- Azure CycleCloud je nástroj pro vytváření, správu, provoz a optimalizaci clusterů HPC a Big Compute v Azure.
- Avere vFXT v Azure se používá k poskytování clusterového systému souborů na podnikové úrovni vytvořeného pro cloud.
- Azure Virtual Machines (virtuální počítače) slouží k vytvoření statické sady výpočetních instancí.
- Škálovací sady virtuálních počítačů poskytují skupinu identických virtuálních počítačů, které je možné vertikálně navýšit nebo snížit pomocí Azure CycleCloudu.
- Účty Azure Storage se používají k synchronizaci a uchovávání dat.
- Virtuální sítě Azure umožňují mnoha typům prostředků Azure, jako jsou virtuální počítače, zabezpečeně komunikovat mezi sebou, internetem a místními sítěmi.
Alternativy
Zákazníci můžou také použít Azure CycleCloud k vytvoření mřížky zcela v Azure. V tomto nastavení se server Azure CycleCloud spustí v rámci vašeho předplatného Azure.
V případě moderního přístupu k aplikacím, kdy není potřeba spravovat plánovač úloh, vám může pomoct Azure Batch. Azure Batch mohou efektivně spouštět rozsáhlé paralelní aplikace a aplikace vysokovýkonných výpočetních prostředí (HPC) v cloudu. Azure Batch umožňuje definovat výpočetní prostředky Azure pro paralelní nebo škálovatelné spouštění aplikací bez nutnosti ruční konfigurace nebo správy infrastruktury. Azure Batch plánuje úlohy náročné na výpočetní výkon a dynamicky přidává a odebírá výpočetní prostředky na základě vašich požadavků.
Podrobnosti scénáře
Simulace CFD (Computational Fluid Dynamics) vyžadují spolu se specializovaným hardwarem významný výpočetní čas. S rostoucím využitím clusteru se prodlužuje doba simulace a celkové využití sítě, což vede k problémům s volnou kapacitou a dlouhými časy front. Přidání fyzického hardwaru může být nákladné a nemusí odpovídat špičkám využití a údolím, kterými firma prochází. Když využijete Azure, můžete mnohé z těchto problémů překonat bez kapitálových výdajů.
Azure poskytuje hardware, který potřebujete ke spouštění úloh CFD na virtuálních počítačích GPU i CPU. Velikosti virtuálních počítačů s podporou přímého přístupu do paměti vzdáleného počítače (RDMA) mají sítě založené na technologii FDR InfiniBand, což umožňuje komunikaci s protokolem MPI (Message Passing Interface) s nízkou latencí. Když tato řešení zkombinujete s Avere vFXT, který poskytuje clusterovaný systém souborů na podnikové úrovni, můžou zákazníci zajistit maximální propustnost pro operace čtení v Azure.
Pro zjednodušení vytváření, správy a optimalizace clusterů prostředí HPC je možné azure CycleCloud použít ke zřizování clusterů a orchestraci dat v hybridních i cloudových scénářích. Když monitorujete čekající úlohy, CycleCloud automaticky spustí výpočetní prostředky na vyžádání, kde platíte jenom za to, co používáte, připojené k plánovači úloh podle vašeho výběru.
Potenciální případy použití
Mezi další odvětví, která jsou relevantní pro žádosti CFD, patří:
- Letecká a letecká/ letadla
- Automobilový průmysl
- Budova TVK (zařízení)
- Ropa a plyn (energie)
- Biologické vědy a zdravotní péče
Požadavky
Tyto aspekty implementují pilíře azure Well-Architected Framework, což je sada hlavních zásad, které lze použít ke zlepšení kvality úlohy. Další informace najdete v tématu Microsoft Azure Well-Architected Framework.
Škálovatelnost a zabezpečení
Škálování uzlů spouštění v Azure CycleCloud je možné provést buď ručně, nebo pomocí automatického škálování. Další informace najdete v tématu Automatické škálování CycleCloudu.
Obecné pokyny k návrhu zabezpečených řešení najdete v dokumentaci k zabezpečení Azure.
Optimalizace nákladů
Optimalizace nákladů spočívá v hledání způsobů, jak snížit zbytečné výdaje a zlepšit provozní efektivitu. Další informace najdete v tématu Přehled pilíře optimalizace nákladů.
Náklady na provoz implementace prostředí HPC pomocí serveru CycleCloud se budou lišit v závislosti na řadě faktorů. Například CycleCloud se účtuje podle množství využitého výpočetního času, přičemž primární server a server CycleCloud jsou obvykle neustále přidělovány a spuštěny. Náklady na spouštění uzlů budou záviset na tom, jak dlouho jsou uzly spuštěné a spuštěné a jaká velikost se používá. Účtují se také běžné poplatky za úložiště a sítě v Azure.
Tento scénář ukazuje, jak je možné aplikace CFD spouštět v Azure, takže počítače budou vyžadovat funkci RDMA, která je k dispozici pouze u konkrétních velikostí virtuálních počítačů. Níže jsou uvedeny příklady nákladů, které by mohly vzniknout u škálovací sady, která se přiděluje nepřetržitě po dobu osmi hodin denně po dobu jednoho měsíce s výchozím přenosem dat o velikosti 1 TB. Zahrnuje také ceny serveru Azure CycleCloud a instalace Avere vFXT for Azure:
- Oblast: Severní Evropa
- Server Azure CycleCloud: 1 × Standard D3 (4 procesory, 14 GB paměti, HDD úrovně Standard 32 GB)
- Primární server Azure CycleCloud: 1 × Standard D12 v (4 procesory, 28 GB paměti, HDD úrovně Standard 32 GB)
- Azure CycleCloud Node Array: 10 x Standard H16r (16 procesorů, 112 GB paměti)
- Avere vFXT v clusteru Azure: 3 x D16s v3 (200 GB operačního systému, 1TB datový disk SSD úrovně Premium)
- Výchozí přenos dat: 1 TB
Projděte si tento cenový odhad hardwaru uvedeného výše.
Nasazení tohoto scénáře
Požadavky
Před nasazením šablony Resource Manager postupujte takto:
Vytvořte instanční objekt pro načtení appId, displayName, name, password a tenanta.
Vygenerujte pár klíčů SSH pro bezpečné přihlášení k serveru CycleCloud.
Řešení nasadíte kliknutím na následující odkaz.
Přihlaste se k serveru CycleCloud a nakonfigurujte a vytvořte nový cluster.
Mezipaměť Avere je volitelné řešení, které může výrazně zvýšit propustnost čtení dat úloh aplikace. Avere vFXT for Azure řeší problém se spouštěním těchto podnikových aplikací HPC v cloudu a využívá data uložená místně nebo ve službě Azure Blob Storage.
Pro organizace, které plánují hybridní infrastrukturu s místním úložištěm i cloud computingem, můžou aplikace HPC "prorazit" do Azure pomocí dat uložených v zařízeních NAS a podle potřeby aktivovat virtuální procesory. Datová sada se nikdy nepřesune úplně do cloudu. Požadované bajty se během zpracování dočasně ukládají do mezipaměti pomocí clusteru Avere.
Pokud chcete nastavit a nakonfigurovat instalaci Avere vFXT, postupujte podle průvodce nastavením a konfigurací Avere.
Přispěvatelé
Tento článek spravuje Microsoft. Původně ji napsali následující přispěvatelé.
Hlavní autor:
- Mike Warrington | FastTrack pro inženýry Azure
Další kroky
Dokumentace k produktu:
- Co je Azure CycleCloud?
- Azure Virtual Machines (VM)
- Seznámení se službou Azure Storage
- Co je Azure Virtual Network?
Projděte si následující články o virtuálních počítačích: