北工大打造“校園云”

文/本刊記者 王左利

北工大打造“校園云”

文/本刊記者 王左利

云計算，這個產業界的寵兒，已經開始出現在北工大。

成為北京市云計算試驗平臺

云計算，這個產業界不停宣傳、不斷提溫的理念有理由在校園發展么？大部分學校在觀望，少部分學校在疑惑的時候，北京工業大學邁出了勇敢的一步——依托高性能計算中心建成了一個云計算試驗平臺。

這個機房僅有70多平米，但是就在這個機房，大陸首個校園云平臺出現了。日前，在北京工業大學網格中心的機房內，記者看到了傳說中的校園云平臺。

“云可以使用戶比較靈活地按需使用計算、存儲、軟件等資源?！贝舜卧破脚_的負責人，北京工業大學計算機學院博導、網格中心副主任邸瑞華教授對記者說。她表示，云計算平臺具有良好的擴展性，支持按需變化的運算模式。計算、存儲以及數據資源作為服務，通過網絡提供給用戶，為用戶提供靈活、個性化、多元、簡單的應用和服務。

實際上，北工大的高性能計算平臺早在2006年就開始規劃，歷經反復論證，期間幾次完善規劃，直至2009年才正式開始實施，這才讓云計算有機會進入了北工大。

現在北工大高性能計算平臺的計算能力達到了23Teraflops(每秒萬億次浮點運算)，存儲能力達到了40TB以上，這個規?，F在全國高校中也是名列前茅的。平臺遵循分區規劃、統一管理的建設思路，以刀片機群為主體架構。

邸瑞華教授(中)和她的博士研究生正在機房，整個平臺目前由5位老師和3位研究生組成專業的隊伍在負責運行和服務。

“在進行高性能計算平臺建設規劃時，目標是解決資源共享問題，我校很多學院和學科都在建各自小的計算機集群系統，但是它們或者是使用并不充分或者是不夠用，所以學校領導在考慮，能不能建一個公共的平臺，讓大家共享硬件資源和軟件資源，畢竟各個學院的計算機運行管理能力是有限的?！比绾谓鉀Q資源共享的有效性、靈活性和易管理性，他們在分析了網格計算技術和云計算技術的基礎上，決定對基于虛擬化技術的云計算模式進行研究和應用，將高性能計算集群分為三個池，A、B、C，其中A池采用云計算的模式，構成基于云計算技術的資源共享平臺。

云計算實驗平臺主要利用虛擬化技術，對物理資源進行整合和虛擬化，弱化硬件、軟件、數據、網絡、存儲等IT系統不同層面資源之間的物理依賴，達到集約化和透明化管理，實現動態調配和按需使用，提高計算資源的彈性和靈活重組。

云計算實驗平臺通過一系列的管理策略，例如用戶管理、安全管理、存儲管理、軟件管理、計算管理、資源監控等，為用戶構建安全可靠的計算基礎設施。用戶可以統一的平臺管理門戶，按需使用平臺提供的完善的計算機基礎設施服務，即虛擬的服務器、存儲、網絡等。同時，平臺可以根據用戶制定的資源使用策略以及資源的負載，自動地為用戶增加或減少資源，保證用戶的應用可靠運行以及資源的高效利用。

平臺的定位很明確——服務教學科研、開展科學研究、 支撐服務北京。北工大的科研工作以“融入北京、服務北京”為目的，面向社會開放，為北京市的相關企業和相關科研和工程項目提供服務。

云計算實驗平臺已投入使用，目前主要為第二屆北京工業大學IBM杯并行計算大賽提供支持。它為各個參賽小組提供個性化的計算環境以及相關的軟件，用戶可以通過云平臺門戶按需申請計算環境。

平臺為用戶提供了Windows2003、WindowsXP、Linux5.2_32bit以及Linux5. 4_64bit四種操作系統，以及JDK、MPI、MySql、WebSphere等多種軟件環境。

用戶根據自己的需要選擇任意的操作系統和相關軟件，以及其需要的計算能力，例如CPU能力、內存空間以及存儲空間等。平臺根據用戶的申請自動生成可靠的計算環境，并以虛擬機的形式提供給用戶。此外，本平臺還可以自動配置集群，為用戶避免了集群配置的繁瑣過程，提高用戶開發測試的效率。

用戶在使用過程中也可以手動修改資源的配置，例如增大內存空間、提高CPU能力等。此外，用戶也可以預定義資源的使用策略，使平臺能夠自動更改計算能力的配置。

平臺的定位很明確——服務教學科研、開展科學研究、 支撐服務北京。北工大的科研工作以“融入北京、服務北京”為目的，面向社會開放，為北京市的相關企業和相關科研和工程項目提供服務。建立云計算平臺得到北京市的支持，和北京市經濟信息化委員會要進行的“云計算趨勢下的電子政務建設與管理新模式”的研究不謀而合。市政府也很想嘗試應用云計算推動全市政務信息資源的共享和業務協同，提高政府信息化投資回報率。

云計算試驗平臺將與北京的相關企業合作，對它們開發的PaaS、SaaS等云計算軟件產品進行可行性和可用性測試，對典型的政府和企業云計算應用進行試點，優化結構、通過測試提出分析報告和技術報告。

另外，對北工大的人才培養來說，建立一個基于云的計算平臺也是相當有意義的。

北京市很多正在進行云平臺軟件開發和云技術服務的高新技術企業對人才求賢若渴，北工大相關專業對學生的培養也在緊跟形勢和技術潮流作出相應的改變，平臺將為學生和開源社區提供充分的了解和實踐云計算的機會，對于培養云計算時代的創新人才也有重要意義。

“也就是說，北工大的校園云既可以看作是一個高性能計算云，也可理解為企業云，它還是一個云計算平臺的孵化器。”

“由于它的數學模型并不成熟，算法設計很困難，并行編程就很難實現。”

服務于科研與產業

最后經過幾個方面的考慮，他們選擇了合作企業IBM，記者采訪的時候，IBM的技術人員還在調試軟件。“整個后續的服務和軟件，IBM都會有參與?！臂〗淌谡f。

按照IBM對云的劃分，在中國部署的云包括軟件開發測試云、SaaS云、創新協作云、高性能計算云、云計算IDC、企業云以及一個能夠快速部署的云計算環境，從而幫助各類企業解決所需計算資源問題。

據邸瑞華教授介紹，北工大的云計算平臺目前由5位老師和3位研究生組成專業的隊伍在負責運行和服務，但是僅憑學校的技術力量還不夠，借助與IBM共建云計算平臺的機會， IBM的技術人員參與其中，進展就更順利。因此，他們加入了IBM云計算學院這個圈子，這樣，在計算、存儲和教育資源等多方面有了與全球云計算學院交流共享的機會，通過這個平臺，全國的其他高校也可以在教育、科研上獲取相應資源。

“人才是很大的挑戰，跨學科人才是最大的難點?！臂〗淌谡f。“我們要做的事情很多，除了已經應用的生物計算、結構工程項目外，正考慮如何通過云計算平臺將更多科研項目整合到云計算平臺上，比如材料、環境學科項目等，實現跨學科的科學研究，探索云計算、大規模并行處理等計算模式的理論和方法。

例如，“北工大的結構工程專業是國家重點學科，研究的內容非常實際——巖石震動之后會出現什么問題？房屋結構在承受多大震幅之后還可以被認為是安全的？這些研究通過計算機仿真進行很有現實意義。但是，由于它的數學模型并不成熟，算法設計很困難，并行編程就很難實現。”所以，未來的工作重點也要放在交叉學科的人才培養上。