Azure üzerinde hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) çalıştırmaRunning computational fluid dynamics (CFD) simulations on Azure

Hesaplama sıvı dinamiği (CFD) simülasyonları, özel donanıma birlikte önemli işlem süresi gerektirir.Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations require significant compute time along with specialized hardware. Küme kullanımı arttıkça, benzetim süreleri ve genel kılavuz kullanma, yedek kapasiteyi ve uzun kuyruk sürelerini ile sorunları için önde gelen büyütün.As cluster usage increases, simulation times and overall grid use grow, leading to issues with spare capacity and long queue times. Ekleme fiziksel donanım pahalı olabilir ve bir iş geçtiği vadisi ve kullanımı en yüksek sayılar için yeteri kadar.Adding physical hardware can be expensive, and may not align to the usage peaks and valleys that a business goes through. Azure avantajlarından yararlanarak, bu zorluklar birçoğu ile hiçbir sermaye harcamalarını üstesinden.By taking advantage of Azure, many of these challenges can be overcome with no capital expenditure.

Azure, GPU ve CPU hem sanal makinelerde CFD işlerinizi çalıştırmak için gereken donanımı sağlar.Azure provides the hardware you need to run your CFD jobs on both GPU and CPU virtual machines. RDMA etkinleştirilmiş VM boyutları için düşük gecikme MPI (ileti geçirme arabirimi) iletişimi sağlayan FDR InfiniBand tabanlı ağ sahip (Uzak doğrudan bellek erişimi).RDMA (Remote Direct Memory Access) enabled VM sizes have FDR InfiniBand-based networking which allows for low latency MPI (Message Passing Interface) communication. Bir kurumsal ölçekli kümelenmiş dosya sistemi sağlayan Avere vFXT ile birlikte müşterilere azure'da okuma işlemleri için en yüksek aktarım emin olabilirsiniz.Combined with the Avere vFXT, which provides an enterprise-scale clustered file system, customers can ensure maximum throughput for read operations in Azure.

Oluşturma, yönetimi ve iyileştirme HPC küme basitleştirmek için Azure CycleCloud kümeleri sağlama ve hem bulut, hem de karma senaryolarda veri düzenlemek için kullanılabilir.To simplify the creation, management, and optimization of HPC clusters, Azure CycleCloud can be used to provision clusters and orchestrate data in both hybrid and cloud scenarios. Bekleyen işler izleyerek CycleCloud otomatik olarak isteğe bağlı bilgi işlem, burada yalnızca kullandığınız kadarı için ödeme yaparsınız, tercih ettiğiniz iş yükü Zamanlayıcı bağlı başlatılır.By monitoring the pending jobs, CycleCloud will automatically launch on-demand compute, where you only pay for what you use, connected to the workload scheduler of your choice.

İlgili kullanım durumlarınıRelevant use cases

İlgili diğer sektörler CFD uygulamalar şunlardır:Other relevant industries for CFD applications include:

  • AeronauticsAeronautics
  • OtomotivAutomotive
  • Yapı HVACBuilding HVAC
  • Petrol ve doğalgazOil and gas
  • Yaşam bilimleriLife sciences

MimariArchitecture

Mimari diyagramı

Bu diyagramda, azure'da isteğe bağlı düğümler iş izlemesini sağlama tipik karma bir tasarım üst düzey bir genel bakış gösterilmektedir:This diagram shows a high-level overview of a typical hybrid design providing job monitoring of the on-demand nodes in Azure:

  1. Küme yapılandırmak için Azure CycleCloud sunucusuna bağlanın.Connect to the Azure CycleCloud server to configure the cluster.
  2. Yapılandırın ve RDMA özellikli makineler için MPI kullanarak küme baş düğümüne oluşturun.Configure and create the cluster head node, using RDMA enabled machines for MPI.
  3. Ekleyin ve şirket içi baş düğüm yapılandırın.Add and configure the on-premises head node.
  4. Yetersiz kaynak varsa, artırılabilen (veya azaltılabilen) Azure CycleCloud ölçeklendirecek Azure kaynaklarında işlem.If there are insufficient resources, Azure CycleCloud will scale up (or down) compute resources in Azure. Önceden belirlenmiş bir sınır üzerinde ayırma önlemek için tanımlanabilir.A predetermined limit can be defined to prevent over allocation.
  5. Görevleri yürütme düğümlere ayrılmış.Tasks allocated to the execute nodes.
  6. Azure'da, şirket içi NFS sunucusundan önbelleğe alınan veriler.Data cached in Azure from on-premises NFS server.
  7. Azure önbelleği için Avere vFXT okunan veriler.Data read in from the Avere vFXT for Azure cache.
  8. Azure CycleCloud sunucuya geçişli iş ve görev bilgileri.Job and task information relayed to the Azure CycleCloud server.

BileşenlerComponents

  • [Azure CycleCloud] cyclecloud oluşturma, yönetme, işletim ve azure'da HPC ve Big Compute kümeleri en iyi duruma getirmek için bir araç.Azure CycleCloud a tool for creating, managing, operating, and optimizing HPC and Big Compute clusters in Azure.
  • [Azure'da Avere vFXT] avere bulut için yapılandırılmış bir kurumsal ölçekli kümelenmiş dosya sistemi sağlamak için kullanılır.Avere vFXT on Azure is used to provide an enterprise-scale clustered file system built for the cloud.
  • [Azure sanal makineleri (VM'ler)] vms bilgi işlem örnekleri statik bir dizi oluşturmak için kullanılır.Azure Virtual Machines (VMs) are used to create a static set of compute instances.
  • [Sanal makine ölçek kümeleri] vmss özellikli yukarı veya aşağı tarafından Azure CycleCloud ölçeği özdeş Vm'lerden oluşan bir grubu belirtin.Virtual machine scale sets provide a group of identical VMs capable of being scaled up or down by Azure CycleCloud.
  • Azure depolama hesapları eşitleme ve veri saklama için kullanılır.Azure Storage accounts are used for synchronization and data retention.
  • Sanal ağlar güvenli bir şekilde birbiriyle, internet ve şirket içi ağ ile iletişim kurmak için birçok türde Azure kaynağı, Azure sanal makineleri (VM'ler) gibi etkinleştirin.Virtual Networks enable many types of Azure resources, such as Azure Virtual Machines (VMs), to securely communicate with each other, the internet, and on-premises networks.

AlternatifleriAlternatives

Müşteriler, Azure CycleCloud kılavuz Azure'da tamamen oluşturma için de kullanabilirsiniz.Customers can also use Azure CycleCloud to create a grid entirely in Azure. Bu kurulum, Azure CycleCloud sunucunun Azure aboneliğinizde çalıştırılır.In this setup, the Azure CycleCloud server is run within your Azure subscription.

Burada bir iş yükü Zamanlayıcı yönetimi gerekli değildir, modern uygulama bir yaklaşım için [Azure Batch] batch yardımcı olabilir.For a modern application approach where management of a workload scheduler is not needed, Azure Batch can help. Azure Batch, büyük ölçekli paralel ve yüksek performanslı hesaplama (HPC) uygulamalarını bulutta verimli bir şekilde çalıştırabilirsiniz.Azure Batch can run large-scale parallel and high-performance computing (HPC) applications efficiently in the cloud. Azure Batch, el ile yapılandırmanıza veya altyapı yönetimine gerek kalmadan uygulamalarınızın paralel veya yüksek ölçekli yürütülmesine yönelik Azure işlem kaynakları tanımlamanıza olanak sağlar.Azure Batch allows you to define the Azure compute resources to execute your applications in parallel or at scale without manually configuring or managing infrastructure. Azure toplu işlem yoğunluklu görevleri zamanlar ve dinamik olarak ekler ve gereksinimlerinize göre işlem kaynaklarını kaldırır.Azure Batch schedules compute-intensive tasks and dynamically adds and removes compute resources based on your requirements.

Ölçeklenebilirlik ve güvenlikScalability, and Security

Azure CycleCloud düğümlerinde olabilir yürütme ölçeklendirme elde ya da el ile veya otomatik ölçeklendirme kullanma.Scaling the execute nodes on Azure CycleCloud can be accomplished either manually or using autoscaling. Daha fazla bilgi için CycleCloud otomatik ölçeklendirme.For more information, see CycleCloud Autoscaling.

Güvenli çözümler tasarlamaya genel yönergeler için bkz: Azure güvenlik belgeleri.For general guidance on designing secure solutions, see the Azure security documentation.

Senaryo dağıtmaDeploy the scenario

ÖnkoşullarPrerequisites

Resource Manager şablonu dağıtmadan önce aşağıdaki adımları izleyin:Follow these steps before deploying the Resource Manager template:

  1. Oluşturma bir [hizmet sorumlusu] cycle-svcprin AppID, displayName, adı, şifresi ve Kiracı almak için.Create a service principal for retrieving the appId, displayName, name, password, and tenant.

  2. Oluşturmak bir [SSH anahtar çifti] cycle-ssh CycleCloud sunucuya güvenli bir şekilde oturum açmak için.Generate an SSH key pair to sign in securely to the CycleCloud server.

  3. [CycleCloud sunucunun oturum] cycle-login yapılandırmak ve yeni bir küme oluşturmak için.Log into the CycleCloud server to configure and create a new cluster.

  4. Küme oluşturma.Create a cluster.

Avere Önbellek Okuma aktarım hızı uygulama iş verileri için önemli ölçüde artırabilir bir isteğe bağlı çözümüdür.The Avere Cache is an optional solution that can drastically increase read throughput for the application job data. Azure için Avere vFXT kullanırken depolanan verileri şirket içi veya Azure Blob depolama alanındaki bu kurumsal HPC uygulamaları bulutta çalıştırma sorunu çözer.Avere vFXT for Azure solves the problem of running these enterprise HPC applications in the cloud while leveraging data stored on-premises or in Azure Blob storage.

Hem şirket içi depolama hem de bulut bilgi işlem ile karma altyapısı için planlama kuruluşlar için HPC uygulamaları "NAS cihazları ve sanal CPU'lar çalıştırma gerektiği şekilde depolanan verileri kullanarak Azure'a seri aktarım".For organizations that are planning for a hybrid infrastructure with both on-premises storage and cloud computing, HPC applications can "burst" into Azure using data stored in NAS devices and spin up virtual CPUs as needed. Veri kümesi, hiçbir zaman buluta tamamen taşınır.The data set is never moved completely into the cloud. İstenen bayt işleme sırasında bir Avere kümesi kullanarak geçici olarak önbelleğe alınır.The requested bytes are temporarily cached using an Avere cluster during processing.

Ayarlama ve yapılandırma Avere vFXT yüklemesi için izleyin Avere kurulumu ve yapılandırması Kılavuzu.To set up and configure an Avere vFXT installation, follow the Avere Setup and Configuration guide.

FiyatlandırmaPricing

CycleCloud sunucusu kullanılarak bir HPC uygulamalarını çalıştırmanın maliyeti, bir dizi etkene bağlı olarak değişir.The cost of running an HPC implementation using CycleCloud server will vary depending on a number of factors. Örneğin, CycleCloud, genellikle sürekli olarak ayrılmış ve çalışır olması ana ve CycleCloud sunucuyla birlikte kullanılan işlem süresi miktarına göre ücretlendirilir.For example, CycleCloud is charged by the amount of compute time that is used, with the Master and CycleCloud server typically being constantly allocated and running. Çalışan düğümleri ne kadar yukarı bunlar üzerinde bağlı yürütme ve yanı sıra boyutu çalıştırma maliyetini kullanılır.The cost of running the Execute nodes will depend on how long these are up and running as well as what size is used. Depolama ve ağ de normal Azure ücretleri uygulanır.The normal Azure charges for storage and networking also apply.

Bu senaryoda, makineler yalnızca belirli VM boyutları üzerinde mevcut olan RDMA işlevselliğini gerektirecek şekilde nasıl CFD uygulamaları Azure'da çalıştırılabilir gösterilmektedir.This scenario shows how CFD applications can be run in Azure, so the machines will require RDMA functionality, which is only available on specific VM sizes. Günde 1 TB'lık veri çıkışı ile bir ay boyunca sekiz saat için sürekli olarak ayrılan bir ölçek kümesi için ücrete tabi maliyetleri örnekleri aşağıda verilmiştir.The following are examples of costs that could be incurred for a scale set that is allocated continuously for eight hours per day for one month, with data egress of 1 TB. Ayrıca, Azure CycleCloud sunucusu ve Azure yükleme Avere vFXT fiyatlandırmaya şunlar dahildir:It also includes pricing for the Azure CycleCloud server and the Avere vFXT for Azure install:

  • Bölge: Kuzey AvrupaRegion: North Europe
  • Azure CycleCloud sunucusu: Standart D3 x 1 (CPU, 14 GB bellek, standart HDD x 4 32 GB)Azure CycleCloud Server: 1 x Standard D3 (4 x CPUs, 14 GB Memory, Standard HDD 32 GB)
  • Azure CycleCloud ana sunucu: Standart D12 v (CPU, 28 GB bellek, standart HDD 32 GB x 4) x 1Azure CycleCloud Master Server: 1 x Standard D12 v (4 x CPUs, 28 GB Memory, Standard HDD 32 GB)
  • Azure CycleCloud düğümü dizi: 10 standart H16r x (16 x CPU, 112 GB bellek)Azure CycleCloud Node Array: 10 x Standard H16r (16 x CPUs, 112 GB Memory)
  • Azure kümesinde Avere vFXT: 3 x D16s v3 (200 GB işletim sistemi, Premium SSD 1 TB veri diski)Avere vFXT on Azure Cluster: 3 x D16s v3 (200 GB OS, Premium SSD 1-TB data disk)
  • Veri çıkışı: 1 TBData Egress: 1 TB

Bu gözden [fiyat tahminine] pricing yukarıda listelenen donanım için.Review this price estimate for the hardware listed above.

Sonraki AdımlarNext Steps

Örnek dağıttıktan sonra daha fazla bilgi edinin Azure CycleCloud.Once you've deployed the sample, learn more about Azure CycleCloud.