Performance Computing 2012/13 GUIDE TECHNOLOGIQUE

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1 Simulation Analyse de risque Automobile Informatique haut débit Ingénierie CAO IAO Modélisation de prix High Aérospatiale Performance Computing 2012/13 GUIDE TECHNOLOGIQUE Analyse de données grand volume Sciences de la vie

2 GUIDE TECHNOLOGIQUE TABLE DES MATIÈRES ET INTRODUCTION INTEL CLUSTER READY...62 Standard de qualité pour clusters HPC Intel Cluster Ready donne de l élan au HPC transtec Benchmarking Center HIGH PERFORMANCE COMPUTING... 4 Quand la performance devient productivité...6 Déploiement flexible avec xcat...8 LA GESTION DE CLUSTERS EN TOUTE SIMPLICITÉ...12 Bright Cluster Manager GESTION INTELLIGENTE DES FLUX D APPLICATIONS HPC...28 Moab HPC Suite Enterprise Edition Nouveautés de Moab Moab HPC Suite Basic Edition Moab HPC Suite - Grid Option WINDOWS HPC SERVER 2008 R Composantes de la solution HPC Microsoft Déploiement, gestion de système et suivi Planification des tâches Une architecture orientée service Réseau et MPI Compatibilité Microsoft Office Excel NFS EN PARALLÈLE...90 Le nouveau standard de stockage HPC Quelles sont les nouveautés de NFS 4.1? Le stockage HPC Panasas NICE ENGINFRAME...50 Portail technique de visualisation à distance Points forts de l application Virtualisation desktop sur Cloud Visualisation à distance INFORMATIQUE GPU AVEC NVIDIA L architecture CUDA Nom de code «Fermi» Introduction à NVIDIA Parallel Nsight InfiniBand et GPU QLogic TrueScale INFINIBAND Interconnexions haut débit Le Top 10 des arguments pour QLogic TrueScale La performance Intel MPI Library InfiniBand Fabric Suite (IFS) Les nouveautés de la version PARSTREAM Analyse de données grand volume GLOSSAIRE

3 PLUS DE 30 ANS D EXPÉRIENCE EN INFORMATIQUE SCIENTIFIQUE 1980 a marqué le début d une décennie qui a vu la création de nombreuses start-ups dont certaines sont devenues plus tard des grands noms du marché informatique. Des innovations technologiques ont entraîné des changements radicaux sur le marché naissant des ordinateurs. Et, à Tübingen, près de l une des meilleures et des plus anciennes universités du pays, transtec voit le jour. Les premiers temps, transtec se concentrait sur la revente d ordinateurs et périphériques DEC et de postes de travail haute-performance aux instituts universitaires et centres de recherche. En 1987, les solutions SUN/Sparc et stockage sont venues enrichir la gamme proposée, complétée en 1991 par les produits IBM/RS Ces postes de travail et systèmes de serveurs étaient alors typiques en informatique haute performance et utilisés par la majorité des chercheurs dans le monde entier. À la fin des années 90, transtec fût l une des premières entreprises à proposer des solutions HPC très personnalisées et basées sur des serveurs à architecture Intel standard et dont certaines sont entrées dans le TOP 500 des systèmes informatiques les plus rapides au monde. À la lumière de ce passé, on peut dire sans mentir que transtec a plus de trente ans d expérience en informatique scientifique avec plus de 500 installations HPC. Forts de cette expérience, nous connaissons parfaitement les exigences du client et savons comment y répondre. Haute performance et gestion simple : c est ce qu exige le client aujourd hui. Comme leur nom l indique, les systèmes HPC doivent fonctionner à haut niveau, mais cela ne suffit pas : ils doivent aussi être simples à gérer. Les concepts inextricables et la complexité opérationnelle sont à éviter ou du moins à rendre invisibles pour les administrateurs et surtout pour les utilisateurs HPC. Les solutions HPC de transtec sont synonymes de simplicité de gestion qu il s agisse d environnements Linux ou Windows ou même lorsque l environnement client est particulièrement hétérogène. Même l allocation dynamique des ressources HPC en fonction des besoins ne pose aucune difficulté, participant ainsi à l exploitation maximale du cluster. Les solutions HPC transtec utilisent la technologie la plus récente et la plus innovante. Leurs performances supérieures vont de pair avec une grande efficience énergétique, comme on l attend de toute solution informatique de pointe. Nous tenons à ces qualités fondamentales. Cette brochure met l accent sur ce que les solutions HPC transtec font de mieux. Par exemple : Bright Cluster Manager, leader technologique en matière de gestion unifiée de clusters HPC, Moab HPC Suite à la pointe du développement pour la gestion de tâches et de flux applicatifs, certification Intel Cluster Ready, standard indépendant garant de la qualité de nos systèmes, systèmes de stockage HPC Panasas pour les performances les plus hautes et l excellente évolutivité exigée du stockage HPC. Avec ces composants, nous répondons aux questions centrales que sont l utilisabilité et la simplicité de gestion. NVIDIA Tesla Preferred Provider, transtec propose à ces clients des solutions d informatique GPU Tesla bien conçues et très puissantes. InfiniBand Fabric Suite de QLogic rend la gestion de vastes matrices InfiniBand plus simple que jamais auparavant. transtec combine de façon experte les excellents composants soigneusement sélectionnés déjà présents à une solution HPC profondément réfléchie, parfaitement calibrée et sur mesure pour le client. Enfin, se décider pour une solution HPC transtec, c est choisir un suivi client et un service HPC des plus complets. Nos experts seront heureux de partager leur savoir et de vous assister à toutes les étapes, de la conception HPC aux tâches cluster quotidiennes en passant par les services cloud HPC. Bonne lecture avec le guide HPC transtec 2012/13! 3

4 HIGH PERFORMANCE COMPUTING QUAND LA PERFOR- MANCE DEVIENT PRODUCTIVITÉ

5 L informatique haute performance (HPC) s est présentée à nous dès le début de l ère informatique. Des ordinateurs haute performance ont été conçus pour résoudre les nombreux problèmes dont les ordinateurs «humains» ne pouvaient venir à bout. Simplement, cela ne s appelait pas encore HPC. Plus importants que le nom, certains principes des premiers temps ont été radicalement transformés. Les premiers systèmes HPC étaient bien différents de ceux d aujourd hui. D une part, on trouvait d énormes mainframes de grands constructeurs incluant systèmes d exploitation propriétaires et de gestion des tâches. D autre part, les stations de travail faisaient quelques incursions dans les universités et centres de recherches et les scientifiques faisaient leurs calculs sur des stations de travail Unix ou VMS dédiées. Dans les deux cas, si vous aviez besoin de plus de capacité de calcul, soit vous augmentiez le potentiel, soit vous achetiez une machine plus grosse. De nos jours, le terme Informatique Haute Performance a pris une signification radicalement nouvelle. Aujourd hui, le HPC est perçu comme un moyen de faire face aux problèmes mathématiques, scientifiques ou d ingénierie complexes. L intégration de matériel serveur commercial standard aux clusters HPC facilite la construction de réseaux d ordinateurs d une puissance telle qu un système seul ne pourrait jamais atteindre. Le nouveau paradigme de la parallèlisation est en pleine expansion. 5

6 HIGH PERFORMANCE COMPUTING QUAND LA PERFORMANCE DEVIENT PRODUCTIVITÉ La simulation informatique de process réels (également appelée IAO, ingénierie assistée par ordinateur) s est établie comme troisième pilier de la science et de la recherche aux côtés de la théorie et de l expérimentation. À ce jour, on peut plus concevoir qu un constructeur d avions ou une équipe de Formule 1 travaille sans logiciel de simulation. À l avenir, le calcul scientifique en astrophysique, médecine, pharmaceutique ou encore bioinformatique sera dépendant des superordinateurs. Les développeurs de logiciel ont découvert, il y a déjà longtemps, les bénéfices des ordinateurs haute performance basés sur de puissants serveurs standard et leur ont donc confié leurs programmes. «Les solutions HPC transtec sont conçues pour fournir à nos clients une simplicité inégalée de gestion et d utilisation. En outre, se décider pour une solution HPC transtec, c est choisir un suivi client des plus complets et le meilleur service imaginable.» Les avantages principaux des superordinateurs scale-out, c est justement ça : leur évolutivité est infinie, du moins en théorie. En effet, lorsque la capacité de calcul ne suffit plus, il est facile d augmenter la puissance d un superordinateur en ajoutant simplement de nouveaux nœuds du même type puisqu il repose sur des composants matériels standard. Il est possible d éviter un lourd changement de technologie dans la plupart des cas. L idée première des clusters HPC est de pouvoir s étendre et améliorer la capacité de calcul autant que nécessaire. Pour atteindre cet objectif et rentabiliser l investissement, il faut nourrir constamment le cluster HPC de problèmes de calcul. Dr. Oliver Tennert directeur Technology Management & HPC Solutions La seconde raison pour la conception de superordinateurs scale-out est de maximiser l exploitation du système. 6

7 Lorsqu un process particulier exige une communication intensive, le temps de réponse du réseau (latence) devient déterminant. En règle générale, la latence d un réseau Gigabit Ethernet ou 10GE se situe autour de 10 µs. Les interconnexions haut-débit comme InfiniBand divisent la latence par 10 jusqu à 1 µs. Les interconnexions haut-débit peuvent donc accélérer l ensemble du traitement. VARIATIONS SUR THÈME : MPP ET SMP Il existe aujourd hui deux variantes importantes en matière d informatique parallèle. Les applications qui opèrent en parallèle sur plusieurs nœuds sont souvent appelées «applications MPP» (Massively Parallel Processing). MPP signifie que les différents process utilisent chacun des zones de mémoire exclusives. Cela veut dire également dire que ces tâches sont prédestinées à être traitées en parallèle et distribuées parmi les nœuds dans un cluster. Les process peuvent donc chacun utiliser des unités séparées du nœud respectif, en particulier la RAM, la puissance CPU et les I/O disques. La communication entre les différents process est assurée de façon standardisée par l interface logicielle MPI (Message Passing Interface) qui fait abstraction pour les process des connexions réseau sous-jacentes entre les nœuds. Néanmoins, le standard MPI (actuellement 2.0) ne requiert qu une compatibilité de codes sources et non pas une compatibilité binaire si bien que les applications commerciales exigent en général des versions précises de bibliothèques MPI pour fonctionner. Parmi les implémentations MPI, on trouve par exemple OpenMPI, MPICH2, MVAPICH2, Intel MPI ou encore MS-MPI pour les clusters Windows. L autre variante fréquemment utilisée, ce sont les applications SMP. Dans le contexte HPC, SMP signifie Shared Memory Processing. Cela inclut l utilisation de zones mémoires partagées dont l implémentation spécifique dépend du système d exploitation choisi en arrière-plan. En conséquence, les tâches SMP sont en général conduites sur un seul nœud où elles peuvent être traitées en multithread et donc en parallèle sur le nombre de CPU par nœud. Il est possible de choisir MPP ou SMP pour de nombreuses applications HPC. Beaucoup d applications ne sont pas, par elles-mêmes, adaptées à une exécution parallèle. Dans de tels cas, il n y a aucune communication entre les nœuds de calcul individuels et donc pas besoin d un réseau haut-débit entre eux. Néanmoins, les tâches de calcul multiples peuvent être traitées simultanément et en séquence sur chaque nœud individuel en fonction du nombre de CPU. Pour garantir une performance de calcul optimale pour ces applications, il convient d examiner combien de CPU et de cœurs sont nécessaires pour un résultat optimum. On trouve ces applications de type séquentiel typiquement dans les domaines de l analyse de données ou des simulations de Monte-Carlo. 7

8 HIGH PERFORMANCE COMPUTING DÉPLOIEMENT FLEXIBLE AVEC XCAT xcat, outil de déploiement puissant et flexible xcat (Extreme Cluster Administration Tool) est un kit outils open source pour le déploiement et l administration de base des environnements de clusters HPC, quelle que soit leur taille. xcat propose des commandes simples pour le contrôle du matériel, le repérage de nœud, la collecte d adresses MAC et le déploiement de nœud avec (diskful) ou sans (diskless) installation locale. La configuration cluster est sauvegardée dans une base de données relationnelle. Il est possible de définir des groupes de nœuds pour différentes images de systèmes d exploitation. En outre, les scripts utilisateurs peuvent être exécutés de façon automatique à l installation. xcat offre les fonctionnalités administratives de base suivantes Prise en charge de la console à distance Commandes remote shell et remote copy parallèles Plugins pour le suivi de différents outils tels que Ganglia ou Nagios 8

9 Commandes matériel pour la détection de nœud, la collecte d adresses MAC, la mise en marche/l arrêt à distance et la réinitialisation de nœuds Configuration automatique de syslog, remote shell, DNS, DHCP et ntp au sein du cluster Riche documentation et pages de man Pour le suivi de cluster, nous installons et configurons l outil open source Ganglia ou la solution open source encore plus puissante Nagios, selon les préférences et les exigences du client. Installation locale ou diskless Nous proposons une installation diskful ou diskless des nœuds de cluster. Une installation diskless signifie que le système d exploitation est partiellement hébergé sur la mémoire principale, les composants plus volumineux pouvant être inclus ou non via NFS ou d autres moyens. Cette approche permet de déployer efficacement un grand nombre de nœuds et de rendre le cluster opérationnel en très peu de temps. En outre, il possible de réaliser des mises à jour de façon très efficace. En effet, seule l image de boot doit être mise à jour et il suffit de réinitialiser les nœuds. Ensuite, les nœuds opèrent avec un nouveau noyau ou même un nouveau système d exploitation. De plus, avec cette approche, la partition de cluster peut être effectuée de façon très efficace, soit pour des tests soit pour attribuer différentes partitions à différents utilisateurs ou applications. Outils de développement, intergiciels et applications En fonction de l application, de la stratégie d optimisation ou de l architecture sous-jacente, des compilateurs différents peuvent conduire à des codes de performances très différentes. En outre, différentes applications, pour la plupart commerciales, exigent des implémentations MPI différentes. Et même lorsqu ils développent le code eux-mêmes, les développeurs préfèrent souvent une implémentation MPI à une autre. En fonction des attentes du client, nous installons différents compilateurs, intergiciels MPI et gestionnaires de tâches tels que Parastation, Grid Engine, Torque/Maui ou le très puissant Moab HPC Suite pour une gestion cluster de haut niveau. 9

10 Benchmarking de HIGH systèmes PERFORMANCE variés COMPUTING QUAND LA PERFORMANCE DEVIENT PRODUCTIVITÉ client, site) Installation des applications Amélioration continue Maintenance, assistance et services externalisés Formation client Intégration à l'environnement client Montage matériel sur site SERVICE ET ASSISTANCE CLIENT DE A À Z Conseil avant-projet individuel Benchmarking de systèmes variés Calibrage spécifique de la solution HPC (application, client, site) Tests burn-in des systèmes Installation logiciels et SE Installation des applications Amélioration continue Maintenance, assistance et services externalisés Formation client Intégration à l'environnement client Montage matériel sur site 10

11 HPC CHEZ TRANSTEC : SERVICE ET ASSISTANCE CLIENT DE A À Z transtec AG a plus de trente ans d expérience en matière d informatique scientifique et fût l un des premiers constructeurs de clusters HPC. Depuis près de dix ans, transtec livre des clusters haute-performance hautement personnalisés à base de composants standard à ses clients des secteurs scientifiques et industriels à travers toute l Europe. transtec est connu pour son niveau élevé de qualité et sa philosophie centrée sur les besoins du client. Une solution HPC transtec, c est bien plus qu une étagère de matériel informatique bien remplie : c est une solution complète qui répond parfaitement aux besoins de l utilisateur, du propriétaire et de l opérateur. Dès les premiers stades de chaque projet HPC, les experts transtec conseillent leurs clients de façon intensive et détaillée et leur font pleinement profiter de leur expertise et de leur expérience. Cette activité de conseil est suivie par une évaluation comparative de différents systèmes basée soit sur des codes créés par le client soit sur des routines de benchmarking d utilisation généralisée pour aider le client à définir la taille et la configuration HPC précise optimale. Aucune pièce de matériel ne quitte notre usine sans avoir subi une procédure de burn-in de 24 heures, voire plus si nécessaire. Nous mettons tout en œuvre pour que les pièces expédiées correspondent à nos propres exigences de qualité et à celles de nos clients. Par défaut, un cluster HPC transtec dispose déjà d une installation et d une configuration complètes : matériel, système d exploitation, composants middleware importants tels que gestionnaire de clusters, outils de développement et même les applications productives du client. Livraison sur site signifie intégration sur site à l environnement de production du client, qu il s agisse de connecter le système au réseau de l entreprise ou d installer les logiciels et réaliser les configurations. Les clusters HPC transtec sont des systèmes prêts-à-fonctionner : on livre, vous tournez la clé et le système haute performance fonctionne. Tout projet HPC comprend un transfert au productif : les processus d opérations informatiques et les règlements s appliquent au nouveau système HPC. En clair, nous formons le personnel informatique de façon pratique et leur présentons les composants matériels et logiciels et tous les aspects opérationnels de la gestion de configuration. Les services transtec ne prennent pas fin avec l implémentation du projet. transtec reste présent à vos côtés au delà de la mise en service et offre toute une série d options d assistance et de service taillées sur mesure pour les besoins du client. Si vous avez besoin d une nouvelle installation, d une importante reconfiguration ou d une mise à jour de votre solution, transtec vient en aide à votre personnel et assure la maintenance de votre solution HPC si les ressources vous font défaut. Services professionnels, services externalisés pour les tâches quotidiennes ou niveaux de service exigés : transtec sera votre fournisseur de solutions et services HPC complets. Le haut niveau de performance et de fiabilité de transtec sont garants de votre productivité et de votre satisfaction totale. HPC Managed Services par transtec offre aux clients la possibilité de disposer d une gestion complète et de clusters HPC par des spécialistes transtec et conforme à ITIL. De plus, les services HPC on Demand proposent un accès à des ressources HPC au besoin, par exemple, lorsque les clients n ont pas la possibilité de posséder et de gérer leurs propres clusters en raison d un manque d infrastructure, de savoir-faire ou de personnel d administration. 11

12 LA GESTION DE CLUSTERS EN TOUTE SIMPLICITÉ

13 Bright Cluster Manager met fin à la complexité de l installation, la gestion et l exploitation des clusters HPC sans compromettre la performance ni les capacités. Avec Bright Cluster Manager, l administrateur peut installer, exploiter et gérer simultanément plusieurs clusters en toute simplicité sans être un expert Linux ou HPC. 13

14 LA GESTION DE CLUSTERS EN TOUTE SIMPLICITÉ BRIGHT CLUSTER MANAGER L INSTALLATEUR DE CLUSTER GUIDE L ADMINISTRATEUR TOUT AU LONG DE L INSTALLATION ET PROPOSE DES OPTIONS POUSSÉES TELS QUE «EXPRESS» OU «REMOTE». EN SÉLECTIONNANT UN NŒUD DANS L ARBORESCENCE À GAUCHE ET L ONGLET DE TÂCHES À DROITE, L ADMINISTRATEUR PEUT EXÉCUTER UN CERTAIN NOMBRE DE TÂCHES PUISSANTES SUR CE NŒUD PAR UN SIMPLE CLIC DE SOURIS.. UNE APPROCHE UNIFIÉE Les autres solutions de gestion de cluster suivent l approche «toolkit» dans laquelle une distribution Linux est combinée à un certain nombre d outils third-party pour le provisioning, l observation, les alertes, etc. Cette approche présente des limitations graves. En effet, ces outils distincts n ont été conçus ni pour opérer ensemble, ni pour être exploités pour du HPC, ni pour être extensibles. De plus, chacun de ces outils a sa propre interface (dans la plupart des cas, en ligne de commande) ainsi que ses propres démons et bases de données. Un temps considérable doit être investi par du personnel hautement qualifié en configuration de scripts et en test afin de rendre ces outils fonctionnels sur un cluster donné. De plus, ce travail est souvent mal documenté. Bright Cluster Manager suit une approche beaucoup plus fondamentale, intégrée et unifiée. Il a été conçu et rédigé dès le départ pour une gestion de cluster sans détour, efficace et exhaustive. Il dispose d un démon lightweight unique, d une base de données centrale pour toutes les données d observation et de configuration et d une seule CLI et GUI pour toutes les fonctionnalités de gestion. Grâce à cette approche, Bright Cluster Manager est extrêmement convivial, extensible, sûr, fiable, complet, flexible et simple à entretenir et prendre en charge. SIMPLICITÉ DE L INSTALLATION Bright Cluster Manager est simple à installer. Généralement, les administrateurs système sont en mesure d installer et tester un cluster pleinement opérationnel à partir du «métal brut» en moins d une heure. Les choix de configuration effectués durant l installation peuvent être modifiés par la suite. Plusieurs modes d installation sont disponibles, y compris les modes automatisé et à distance. Les nœuds du cluster peuvent être identifiés automatiquement à partir des ports de commutateurs plutôt 14

15 que des adresses MAC. Cela permet d accroître la vitesse et la fiabilité de l installation ainsi que la maintenance ultérieure. SIMPLICITÉ D UTILISATION Bright Cluster Manager est simple à utiliser. Les administrateurs systèmes disposent de deux interfaces de gestion : l interface graphique Cluster Management Graphical User Interface (CMGUI) particulièrement intuitive ou l interface en ligne de commande Cluster Management Shell (CMSH), plus sophistiquée. CMGUI est une application desktop à part entière qui donne une vue complète du système et rassemble la gestion de tous les aspects matériels et logiciels en un seul point. Les tâches d administration s en trouvent rationalisées puisqu elles peuvent toutes être exécutées depuis une unique interface claire et intuitive. Plusieurs clusters peuvent être gérés simultanément. CMGUI supporte Linux, Windows et MacOS (prochainement) et peut être étendu à l aide de plug-ins. CMSH propose les mêmes fonctionnalités que CMGUI mais via une interface en ligne de commande. CMSH peut être utilisé aussi bien en mode interactif qu en mode console à l aide de scripts. Dans les deux LES STATISTIQUES CLUSTER TELLES QUE TEMPÉRATURE GPU ET CPU, VITESSE DES VENTILATEURS ET STATS RÉSEAU PEUVENT ÊTRE VISUALISÉES PAR UN SIMPLE GLISSER-DÉ- POSER DE LA LISTE À GAUCHE VERS LA FENÊTRE DE GRAPHIQUES À DROITE. IL EST POSSIBLE DE COMBINER PLUSIEURS STATISTIQUES DANS UN GRAPHIQUE ET D AGRANDIR LA VUE. VOUS POUVEZ ADAPTER LA MISE EN PAGE ET LES COULEURS DES GRAPHIQUES À VOS EXIGENCES. 15

16 LA GESTION DE CLUSTERS EN TOUTE SIMPLICITÉ BRIGHT CLUSTER MANAGER cas, les administrateurs systèmes disposent désormais d une flexibilité et d un contrôle sans précédent sur leurs clusters. Bright Cluster Manager est simple à utiliser. Les administrateurs système disposent de deux options : l intuitive CMGUI (Cluster LE STATUT DES NŒUDS, DES COMMUTATEURS ET AUTRE MATÉRIEL AINSI QUE DE JUSQU À SIX STATS SONT VISIBLES DANS L APERÇU RACK. UNE OPTION ZOOM-OUT EST DISPONIBLE POUR LES CLUSTERS AVEC PLUSIEURS RACKS. L ONGLET APERÇU OFFRE UNE VUE IMMÉDIATE ET DÉTAILLÉE DU STATUT DU CLUSTER. Management Graphical User Interface) ou le puissant CMSH (Cluster Management Shell). La CMGUI est une application desktop autonome offrant une vue système unique pour la gestion matérielle et logicielle du cluster à partir d un seul point de contrôle. Les fonctions administratives sont rationalisées puisque les tâches sont effectuées à partir d une seule interface visuelle et intuitive. Il est possible de gérer simultanément plusieurs clusters. La CMGUI fonctionne sous Linux, Windows et Mac OS (prochainement) et peut être étendue par des plug-ins. Le CMSH propose pratiquement les mêmes fonctions que Bright CMGUI, mais par une interface en ligne de commande. Il peut être utilisé de façon interactive ou en mode batch par scripts. Dans les deux cas, les administrateurs disposent d une flexibilité et d un contrôle sans précédent sur leurs clusters. Bright Cluster Manager est basé sur Linux. Il est disponible avec un choix de distributions Linux pré-intégrées, préconfigurées 16

17 et optimisées incluant SUSE Linux Entreprise Server, Red Hat Entreprise Linux, CentOS et Scientific Linux. Les installations dual boot avec Windows HPC Server sont également prises en charge, permettant aux nœuds de démarrer à partir du nœud principal Linux géré par Bright ou celui géré par Windows. LE SHELL PARALLÈLE PERMET L EXÉCUTION SIMULTANÉE DE COMMANDES OU SCRIPTS PARMI DES GROUPES DE NŒUDS OU SUR L ENSEMBLE DU CLUSTER. RICHE ENVIRONNEMENT DE DÉVELOPPEMENT Bright Cluster Manager offre un riche environnement de développement HPC pour les applications série et parallèle, incluant (en option pour certaines) : compilateurs, y compris les suites intégrales GNU, Intel, AMD, et Portland Group débuggeurs et profileurs, y compris débuggeurs et profileurs GNU, TAU, TotalView, Allinea DDT et Allinea OPT bibliothèques GPU, y compris CUDA et OpenCL bibliothèques MPI, y compris OpenMPI, MPICH, MPICH2, MPICHMX, MPICH2-MX, MVAPICH et MVAPICH2, toutes compilées en croisement avec les compilateurs installés sur le Bright Cluster Manager et optimisées pour les interconnexions haut débit telles que InfiniBand et Myrinet bibliothèques mathématiques, y compris ACML, FFTW, GMP, GotoBLAS, MKL et ScaLAPACK, autres bibliothèques, y compris Global Arrays, HDF5, IIPP, TBB, Net CDF et PETSc Bright Cluster Manager propose également des modules d environnement pour faciliter la maintenance de nombreuses versions de compilateurs, bibliothèques et applications pour différents utilisateurs sans provoquer de conflit de compatibilité. Chaque module d environnement contient les informations requises pour configurer le shell d une application et paramètre automatiquement ces variables pour une application donnée lors de son chargement. Bright Cluster Manager comprend de nombreux fichiers de modules préconfigurés pour de nombreux scénarios tels que des combinaisons de compilateurs et des bibliothèques mathématiques ou MPI. PUISSANCE DE GESTION D IMAGE ET DE PROVISIONING Bright Cluster Manager dispose de fonctionnalités avancées pour la gestion d image logicielle et le provisioning. Un nombre virtuellement illimité d images peut être créé et assigné à autant de catégories de nœuds que nécessaire. Il est également possible d assigner des noyaux Linux par défaut ou individualisés à des images individuelles. Les mises à jour incrémentielles d images peuvent être déployées sur des nœuds en ligne sans redémarrage ou réinstallation. Le système de provisioning ne transmet que les modifications des images, minimisant ainsi le temps et l impact sur la performance et la disponibilité du système. Les capacités de provisioning peuvent être assignées à la volée à n importe quel nombre de nœuds pour un maximum de flexibilité et d évolutivité. Bright Cluster Manager peut aussi réaliser le provisioning via InfiniBand et vers un RAM-disk. SURVEILLANCE EXHAUSTIVE Avec Bright Cluster Manager, les administrateurs systèmes peuvent rassembler, suivre, visualiser et analyser un ensemble important de paramètres. On retrouve pratiquement tous les paramètres logiciels et matériels disponibles sur le 17

18 LA GESTION DE CLUSTERS EN TOUTE SIMPLICITÉ BRIGHT CLUSTER MANAGER HAUTE PERFORMANCE RENCONTRE EFFICIENCE Au premier abord, les systèmes massivement parallèles sont un vrai défi pour les administrateurs et les utilisateurs. Ce sont des monstres de complexité. Toute personne mettant en place des clusters HPC doit apprivoiser le monstre, maîtriser la complexité et présenter aux utilisateurs un environnement simple à utiliser et à gérer. Les fournisseurs leaders de solutions HPC tels que transtec remplissent cet objectif. Ils cachent la complexité du HPC sous le capot et unissent haute performance, efficience et simplicité d utilisation pour les utilisateurs comme pour les administrateurs. Le «P» de HPC prend alors une double signification : performance et productivité. Les logiciels de gestion de clusters et de flux applicatifs comme Moab HPC Suite, Bright Cluster Manager ou QLogic IFS permettent de maîtriser et de dissimuler la complexité inhérente des systèmes HPC. Pour les administrateurs et les utilisateurs, les clusters HPC se présentent comme une grosse machine unique avec de nombreux paramètres de configuration. Le logiciel autorise également une vue unifiée des clusters existants dans les cas où le client exige une gestion unifiée même après l installation initiale. Ainsi, il est facile de traiter à l aide d outils graphiques ou web les tâches de routine quotidiennes telles que la gestion de tâches ou d utilisateurs ou encore la partition et la gestion de files d attente sans grande connaissance d encodage ou expertise technique de la part de l administrateur ou de l utilisateur. 18

19 Maintenance simple : mise à jour automatique de votre cluster depuis les référentiels Linux et Bright Computing Portail utilisateur web L AVANTAGE BRIGHT Bright Cluster Manager offre de nombreux avantages conduisant à une productivité, une disponibilité, une évolutivité, une performance et une sécurité accrues tout en réduisant le coût total de possession. Disponibilité maximale Failover de nœud principal autonome et résistant pour ménager le nœud principal Puissante fonctionnalité d automatisation du cluster pour permettre des actions préemptives basées sur des seuils d observation Riche trame d observation et de contrôle d état du cluster incluant la mise à l écart automatique des nœuds défectueux pour prévenir l échec des tâches Gains de productivité rapides Simple à apprendre et à utiliser grâce à une GUI intuitive Installation rapide : du métal brut au cluster prêt à l emploi en moins d une heure Provisioning rapide et flexible : incrémentiel, live, diskful, diskless, provisioning via InfiniBand, détection de nœuds automatique Surveillance complète : graphiques on-the-fly, aperçu rack, clusters multiples, statistiques individualisées Automatisation poussée : seuils, alertes, actions Prise en charge GPU complète : NVIDIA, AMD ATI, CUDA, OpenCL SMP on-demand : déploiement SMP virtuel ScaleMP immédiat Shell d administration de cluster et API SOAP puissants pour l automatisation de tâches et la création de fonctionnalités individualisées Intégration parfaite avec les gestionnaires de tâches les plus importants : PBS Pro, Moab, Maui, SLURM, GridEngine, Torque, LSF Environnement de développement d application (parallèle) intégré Évolutivité du deskside au TOP 500 Provisioning off-load pour une extensibilité maximale Éprouvé sur quelques-uns des plus grands clusters du monde Coûts minimum - Performance maximum Démon lightweight unique pilotant toutes les fonctionnalités Démon largement optimisé pour réduire les effets sur le système d exploitation et les applications Base de données unique stockant toutes les statistiques et les données de configuration Excellente sécurité Sécurité automatisée et mises à jour depuis des référentiels authentifiés Communications externes et internes cryptées (en option) Authentification à identifiant public sur certificat X509v3 Contrôle des accès en fonction des utilisateurs et piste d audit complète Firewalls et LDAP sécurisé Bright Computing 19

20 LA GESTION DE CLUSTERS EN TOUTE SIMPLICITÉ BRIGHT CLUSTER MANAGER noyau Linux et tous les paramètres d interface de gestion de matériel (IPMI, ilo etc.). Par exemple, températures CPU et GPU, vitesse des ventilateurs, commutateurs, info SMART de disque dur, charge système, exploitation de mémoire, statistiques réseau, paramètres de stockage, statistiques des systèmes d alimentation et de gestion de flux applicatifs. Il est en outre possible de définir facilement des paramètres individuels. L observation des paramètres est très efficace en un seul process ou out-of-band si possible. Les administrateurs disposent d une flexibilité totale quant au moment où et à la manière dont L ASSISTANT DE CONFIGURATION D AUTOMATISATION DIRIGE L ADMINISTRATEUR SYSTÈME À TRAVERS LES ÉTAPES DE LA DÉFINITION D UNE RÈGLE : SÉLECTION DES PARAMÈTRES, DÉFINITION DES SEUILS ET DES ACTIONS. les résultats sont obtenus. De plus, il est possible de fusionner les historiques pour économiser de la place sur les disques. AUTOMATISATION DE LA GESTION DE CLUSTER L automatisation de la gestion de cluster permet de déclencher des mesures préemptives lorsque des seuils système sont dépassés afin d économiser du temps et prévenir des dommages matériels. Ces seuils peuvent être déterminés pour tous les paramètres disponibles. L assistant de configuration 20

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