3.2Аппаратная реализация макета
Компоненты макета установлены на специально выделенные для этой цели компьютеры со следующими характеристиками: HP ProLiant DL140G3, 2x Dual-Core Xeon 5150, 2.66GHz, 8GB Memory, 1x160GB SATA HDD. Важно отметить, что эти компьютеры обеспечивают аппаратную поддержку виртуализации, что является необходимым условием для развертывания среды операционной системы WindowsXP с помощью монитора виртуальных машин Xen.
Компьютеры установлены в стойки 42U с распределенным электропитанием 32А на 32 розетки и фронтальным непринудительным охлаждением. Общий вид стоек с компьютерами, на которые установлены компоненты СЗЗ-РСИ показан на рис. ???.
В качестве компонент ППО gLite, необходимых для запуска заданий на грид-ресурсы, а также получения информации о ходе их выполнения и результатов использовались грид-сервисы, установленные в Центре базовых грид-сервисов НИИЯФ МГУ (http://grid.sinp.msu.ru/???).
 
(а) (б)
Рис.???. Вид компьютерной стойки в которой установлены компоненты системы запуска заданий для различных сред исполнения(СЗЗ-РСИ);
(а) вид спереди; (б) вид сзади.
Сетевая структура, обеспечивающая работу макета, представлена на рис. ???.
Рис.???. Упрощенная схема сетевой структуры, обеспечивающей работу макета СЗЗ-РСИ
3.3Техническая документация на компоненты СЗЗ-РСИ и макет системы
В соответствии с требованиями п. п. 4.4, 4.5 Технического задания была подготовлена следующая техническая документация:
на каждый компонент системы запуска
текст программы (или ссылка на источник открытого кода свободно распространяемого продукта, использующегося в качестве модуля СЗЗ-РСИ) - по ГОСТ 19.401-78;
описание программы - по ГОСТ 19.402-78;
спецификация программы - по ГОСТ 19.202-78;
руководство системного программиста - по ГОСТ 19.503-79;
руководство программиста - по ГОСТ 19.504-79;
на разработанный в рамках НИР макет сегмента грида EGEE/РДИГ - эскизная документация в составе:
конструкторская документации (выполняется в соответствии с ГОСТ 2.125-88) в составе:
схема структурная (в соответствии с РД 50-34.698-90);
схема функциональная (в соответствии с РД 50-34.698-90);
Программная документация в составе:
описание программы - по ГОСТ 19.402-78;
описание применения - по ГОСТ 19.502-78;
текст программы - по ГОСТ 19.401-78.
4Проведение экспериментальных исследований
В рамках работ на третьем этапе проекта были проведены экспериментальные исследования на макете системы запуска заданий для различных сред исполнения (СЗЗ-РСИ). Целью этих испытаний являлась проверка выполнения требований Технического задания (далее - ТЗ) к СЗЗ-РСИ и, на основании этого, определение возможности проведения на следующем этапе работ комплексных испытаний системы в составе Российского грида для интенсивных операций с данными (РДИГ).
Испытания проводились в соответствии с разработанной на данном этапе Программой и методикой предварительных испытаний (прилагается к данному Отчету) в соответствии с ГОСТ 19.301-79 и требованиями Технического задания и Календарного плана исследований. Программа испытаний предусматривает проведение испытаний отдельных компонент СЗЗ-РСИ, и всей системы в целом. Для этого производилась проверка соответствия характеристик разработанного комплекса функциональным и отдельным иным видам требований, изложенных в ТЗ.
Испытания проводились в три этапа:
Приемка документации и проверка комплектности программных и технических средств
Испытания качественных характеристик (функциональных возможностей) СЗЗ-РСИ
Испытания количественных характеристик работы СЗЗ-РСИ
На первом этапе проводилась проверка комплектности (соответствия ТЗ) и качества программной документации, проверка комплектности состава технических и программных средств и проверка совместимости с операционной системой Linux.
На втором этапе испытаний наряду с контрольной проверкой возможности выполнения на рабочих узлах грида заданий в хостовой операционной системе (ОС) Scientific Linux, осуществлялась проверка возможности выполнения на рабочих узлах грида заданий в гостевых операционных системах Linux/Fedora, Linux/Ubuntu и WindowsXP (п. 4.2.4 ТЗ).
На третьем этапе испытаний оценивались количественные показатели, а именно проводилась проверка выполнения требований п. 4.2.5 ТЗ о том, что дополнительные (накладные) расходы рабочих узлов грид-системы на развертывание "гостевой" среды исполнения для типичных задач не должны превышать
для ЦПУ - 15%,
для оперативной памяти - 30%,
а также проверка выполнения требований п. 4.2.6 ТЗ о том, что время выполнения задания на рабочем узле с "гостевой" средой исполнения не должны превышать для типичных вычислительных задач времени исполнения того же задания на аналогичном компьютере, где указанная среда является основной на 15% .
Анализ показывает, что зафиксированные в ТЗ (п. 4.2) параметры работы создаваемой системы, достижимость которых нуждается в проведении экспериментов, являются следующими:
П. 4.2.4 ТЗ: Созданная система должна обеспечивать возможность запуска на рабочие узлы, работающие под управлением операционной системы (ОС) Scientific Linux (стандартная ОС для ППО gLite), заданий в среде следующих ОС:
WindowsXP;
Fedora Core;
Ubuntu.
П. 4.2.5 ТЗ: Дополнительные (накладные) расходы рабочих узлов грид-системы на развертывание "гостевой" среды исполнения для типичных задач не должны превышать:
для ЦПУ - 15%;
для оперативной памяти - 30%.
П. 4.2.6 ТЗ: Время выполнения задания на рабочем узле с "гостевой" средой исполнения не должны превышать для типичных вычислительных задач времени исполнения того же задания на аналогичном компьютере, где указанная среда является основной на 15% .
Изучение существующей научно-технической литературы, проведенное на первом этапе работы показывает, что по отдельности каждый из перечисленных параметров является достижимым. В частности, как указано в Научно-техническом отчете за первый этап выполнения работ, используя эмуляцию оборудования или полную виртуализацию, можно обеспечить развертывание любых операционных систем, включая указанные в п. 4.2.4 Технического задания. Однако эмуляция оборудования и полная виртуализация являются слишком громоздкими решениями и потребляют значительные ресурсы. Это обстоятельство практически не позволяет удовлетворить требованиям пп. 4.2.5 и 4.2.6 ТЗ.
Таким образом, наиболее предпочтительным типом виртуализации для достижения параметров, определенных Техническим заданием, является паравиртуализация. Благодаря тому, что значительную часть работы по взаимодействию с хостовой платформой в этом подходе берет на себя гостевая ОС, производительность ВМ незначительно отличается от хостовой ОС. Однако при этом остается вопрос о том насколько хорошо этот тип виртуализации и, в частности, конкретная реализация - Xen, поддерживают операционные системы, указанные в п. 4.2.4 ТЗ.
ОС Windows можно запускать как гостевую систему на Xen, но только если он запущен на процессорах типа Intel VT (IVT, Intel Vanderpool) или AMD virtualization (AMD-V, AMD Pacifica). Такая технология процессорной поддержки виртуализации является новой, находится в процессе развития и поэтому в процессе работы по данному контракту необходимо будет экспериментально исследовать удобство развертывания и полноту функциональных свойств операционных систем, указанных в п. 4.2.4 ТЗ, в среде Xen.
Другие экспериментальные исследования необходимы для подтверждения достижимости параметров в пп. 4.2.5 и 4.2.6 ТЗ, связанных с производительность виртуализированных рабочих узлов. Эти экспериментальные исследования необходимы также для оптимизации параметров настройки виртуальных машин и достижения наилучших показателей производительности.
Указанные в данном разделе экспериментальные исследования будут проведены на третьем этапе работ по проекту.
|
