此架構示範如何使用 Azure 執行計算流暢的動態模擬。 瞭解如何使用 Azure CycleCloud 建立、管理和優化叢集。
架構
下載這個架構的 Visio 檔案 。
工作流程
下圖顯示典型混合式設計的高階概觀，以供監視 Azure 中隨選節點的作業：
- 連線到 Azure CycleCloud 伺服器以設定叢集。
- 將支援 RDMA 的機器使用於 MPI，以設定和建立叢集前端節點。
- 新增並設定內部部署前端節點。
- 如果資源不足，Azure CycleCloud 會將 Azure 計算資源相應增加 (或減少) 。 您可定義預先決定的限制，以防止過度配置。
- 工作會配置給執行節點。
- 資料會從內部部署 NFS 伺服器快取在 Azure 中。
- 資料會從 適用于 Azure 快取的 Avere vFXT 讀取。
- 作業和工作資訊會轉寄至 Azure CycleCloud 伺服器。
單元
- Azure CycleCloud 是一項工具，用於建立、管理、操作及最佳化 Azure 中的 HPC 和 Big Compute 叢集。
- Azure 上的 Avere vFXT 用來提供專為雲端建置的企業級叢集檔案系統。
- Azure 虛擬機器 (VM) 可用來建立一組靜態計算實例。
- 虛擬機器擴展集 提供一組能夠由 Azure CycleCloud 相應增加或減少的相同 VM。
- Azure 儲存體帳戶是用於同步處理和資料保留。
- Azure 虛擬網路 可讓許多類型的 Azure 資源，例如 VM，安全地彼此通訊、網際網路和內部部署網路。
替代方案
客戶也可以使用 Azure CycleCloud 完全在 Azure 中建立方格。 在此設定中，Azure CycleCloud 伺服器是在您的 Azure 訂用帳戶中執行。
對於不需要管理工作負載排程器的新式應用程式方法，Azure Batch可以協助。 Azure Batch 可以在雲端有效率地執行大規模的平行和高效能運算 (HPC) 應用程式。 Azure Batch 可讓您定義 Azure 計算資源，進而以平行方式或大規模執行應用程式，而不需要手動設定或管理基礎結構。 Azure Batch 會排程需要大量計算的工作，並根據您的需求動態新增和移除計算資源。
實例詳細資料
計算流暢性 (CF) 模擬需要大量的計算時間，以及特殊硬體。 當叢集使用量增加時，模擬時間和整體方格使用會隨之成長，進而導致備用容量和佇列時間很長的問題。 新增實體硬體可能很昂貴，而且可能不符合企業經歷的使用量尖峰和低點。 利用 Azure，可以克服其中許多挑戰，而沒有任何資本支出。
Azure 提供您在 GPU 和 CPU 虛擬機器上執行 CFD 作業所需的硬體。 RDMA (已啟用遠端直接記憶體存取) 的 VM 大小具有 FDR InfiniBand 型網路，可讓低延遲的 MPI (訊息傳遞介面) 通訊。 當您將這些解決方案與 Avere vFXT 結合時，它會提供企業級叢集檔案系統，客戶可以確保 Azure 中讀取作業的最大輸送量。
若要簡化 HPC 叢集的建立、管理和最佳化，Azure CycleCloud 可用來佈建叢集，以及協調混合式和雲端案例中的資料。 當您監視擱置中的作業時，CycleCloud 會自動啟動隨選計算，您只需要支付您所使用的費用，並聯機到您選擇的工作負載排程器。
潛在使用案例
其他 CFD 應用程式相關產業包括：
- 飛機和航太/飛機
- 汽車
- 建置 HVAC (設施)
- 油和油 (能源)
- 生命科學和醫療保健
考量
這些考慮會實作 Azure Well-Architected Framework 的要素，這是一組可用來改善工作負載品質的指引原則。 如需詳細資訊，請參閱 Microsoft Azure Well-Architected Framework。
延展性與安全性
您可以手動或使用自動調整功能來調整 Azure CycleCloud 上的執行節點。 如需詳細資訊，請參閱 CycleCloud 自動調整。
如需設計安全解決方案的一般指引，請參閱 Azure 安全性文件。
成本最佳化
成本最佳化是關於考慮如何減少不必要的費用，並提升營運效率。 如需詳細資訊，請參閱成本最佳化要素的概觀。
使用 CycleCloud 伺服器執行 HPC 實作的成本會因許多因素而有所不同。 比方說，CycleCloud 是依所用的計算時間量收費，而且主要和 CycleCloud 伺服器通常會持續配置和執行。 執行執行節點的成本會取決於這些節點的運作時間長度以及所用的大小。 儲存體和網路功能的標準 Azure 費用也適用。
這個案例示範如何在 Azure 中執行 CFD 應用程式，因此機器需要僅適用於特定 VM 大小的 RDMA 功能。 以下是一個月每天持續配置八小時且資料輸出為 1 TB 的擴展集可能產生的成本範例。 其中也包含 Azure CycleCloud 伺服器和 Avere vFXT for Azure 安裝的定價：
- 區域：北歐
- Azure CycleCloud 伺服器：1 x 標準 D3 (4 個 CPU、14 GB 記憶體、標準 HDD 32 GB)
- Azure CycleCloud 主要伺服器：1 x 標準 D12 v (4 個 CPU、28 GB 記憶體、標準 HDD 32 GB)
- Azure CycleCloud 節點陣列：10 x 標準 H16r (16 個 CPU、112 GB 記憶體)
- Azure 叢集上的 Avere vFXT：3 x D16s v3 (200 GB OS、進階 SSD 1-TB 資料磁碟)
- 資料輸出：1 TB
針對以上所列的硬體，檢閱此價格評估。
部署此案例
必要條件
在部署 Resource Manager 範本之前，請遵循下列步驟：
建立服務主體，以便擷取 appId、displayName、名稱、密碼及租用戶。
產生 SSH 金鑰組，以便安全地登入 CycleCloud 伺服器。
按一下下方的連結以部署解決方案。
登入 Azure CycleCloud 伺服器以設定和建立新叢集。
建立叢集。
Avere 快取是一個選擇性解決方案，可以大幅提高應用程式作業資料的讀取輸送量。 Avere vFXT for Azure 可解決在雲端中執行這些企業 HPC 應用程式的問題，同時還能利用內部部署環境或 Azure Blob 儲存體中儲存的資料。
如果組織正在規劃兼具內部部署儲存體和雲端運算的混合式基礎結構，HPC 應用程式可以使用 NAS 裝置中儲存的資料「高載」至 Azure 中，並且視需要加快虛擬 CPU。 資料集永遠不會完全移至雲端。 在處理期間會使用 Avere 叢集來暫時快取要求的位元組。
若要安裝及設定 Avere vFXT 安裝，請遵循 Avere 安裝和設定指南。
參與者
本文由 Microsoft 維護。 它原本是由下列參與者所撰寫。
主體作者：
- Mike Warrike |適用于 Azure 工程師的 FastTrack
下一步
產品文件：
請參閱下列虛擬機器文章：