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特定高性能计算集群节能降耗管理研究与应用

作　者: 刘光明
导　师: 张景春; 者建武
学　校: 兰州大学
专　业: 计算机技术
关键词: 高性能计算集群节能降耗虚拟化作业调度新风系统制度管理
分类号: TP308
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

党的十八大报告中,把“生态文明建设”独立成篇,提出了“五位一体”的社会主义建设总布局,促进资源节约,提高利用效率和效益,加强节能降耗,建设资源节约型、环境友好型社会的理念已深入人心。为了提高甘肃省超级计算中心高性能计算集群的服务水平与核心竞争力,笔者在计算集群节点稳定运行的基础上,以实际工作需要为出发点,收集计算集群及相关辅助服务设备的原始数据,监测、分析、模拟、推理这些数据之间的关联情况,从集群虚拟化配置、软件(程序)优化到改善集群的机房运行环境以及强化制度管理等四个方面入手,层层跟进,建立分析问题的模型,实践并优化解决问题的技术方法,得出解决特定高性能计算集群节能降耗切实可行的最佳方案。在实际研究应用中,笔者在有针对性地对集群服务器虚拟化配置和集群系统作业调度(程序控制)做了一些优化后,发现集群在节能降耗方面并没有很明显的变化。考虑到兰州地区季节温差大的特点,遂决定引进新风系统作为节能降耗的主要手段,利用机房各辅助服务设备智能联动,尽量控制集群系统及各种辅助设备引起的机房能耗指数变化,提高集群和机房整体利用率,降低设备能耗,更好地发挥高性能计算集群效能。强化机房制度管理,为用户提供优质高效的服务,达到“资源节约型、环境友好型”绿色高性能计算集群的建设与应用目的,为单位节约运行成本,为社会做出有益贡献。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章引言  9-17
  1.1 研究背景  9-10
    1.1.1 研究背景  9
    1.1.2 研究目的与意义  9-10
  1.2 国内外研究现状及发展动态  10-11
  1.3 机房现状及其它  11-15
    1.3.1 高性能计算集群机房网络拓扑  11-12
    1.3.2 完成的主要任务和作业情况简介  12-14
    1.3.3 高性能计算集群机房能耗情况  14
    1.3.4 历年兰州地区基本情况  14-15
  1.4 论文的主要研究内容  15-16
  1.5 论文的组织  16-17
第二章服务器的虚拟化  17-26
  2.1 面向服务的需求及挑战  17
  2.2 虚拟主机技术  17-19
    2.2.1 什么是虚拟主机  17-19
    2.2.2 虚拟主机的优点  19
  2.3 机房服务器的虚拟化实现  19-22
    2.3.1 对比Apache和Nginx  19
    2.3.2 采用Nginx的安装与配置  19-21
    2.3.3 服务器负载均衡调试  21-22
  2.4 虚拟化对于节能的好处  22-26
第三章作业调度的优化  26-34
  3.1 集群与作业管理  26-27
    3.1.1 集群作业调度的概述  26-27
    3.1.2 集群系统的性能指标  27
  3.2 高性能集群的作业调度  27-28
  3.3 PBS系统  28-30
    3.3.1 PBS作业管理的体系结构  28-29
    3.3.2 PBS的工作流程  29-30
    3.3.3 PBS的部署  30
    3.3.4 PBS的使用步骤及参数设定  30
  3.4 PBS的脚本编写及实用作业脚本  30-34
第四章 Nagios监控集群状态  34-43
  4.1 Nagios介绍  34-35
  4.2 Nagios系统的安装  35-36
    4.2.1 Nagios的基本安装  35
    4.2.2 Nagios的配置  35-36
  4.3 Nagios的监控通知  36-37
  4.4 Nagios插件的开发CPU温度的测量  37-42
  4.5 CPU温度监控及告警通知对于节能的好处  42-43
第五章高性能机房空调与新风系统智能联动改造  43-63
  5.1 机房环境简介  43-44
  5.2 机房UPS与空调参数简介  44
  5.3 机房空调与新风系统智能联动的必要性  44-45
  5.4 机房空调与新风系统智能联动总体目标  45-46
  5.5 机房空调与新风系统智能联动改造方案  46-58
    5.5.1 新风系统建设方案  46-50
    5.5.2 精密空调与新风系统联动控制  50-52
    5.5.3 精密空调与新风系统联动模块设计  52-54
    5.5.4 精密空调与新风系统联动代码设计  54-58
  5.6 机房环境洁净度控制  58-61
    5.6.1 问题的提出  58-59
    5.6.2 实际状况  59-60
    5.6.3 解决的办法  60-61
  5.7 效益对比分析  61-63
    5.7.1 节能效益  61
    5.7.2 减排效益  61-63
第六章高性能机房管理的制度化  63-67
  6.1 机房管理的基本目标  63
  6.2 机房环境的设定参数  63-64
  6.3 机房环境的运行及相应制度要求  64
  6.4 机房制度化、规范化管理的必要性  64-67
第七章总结与展望  67-69
  7.1 总结  67
  7.2 展望  67-69
参考文献  69-70
在学期间的研究成果  70-71
致谢  71

特定高性能计算集群节能降耗管理研究与应用

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