شبیه سازی های CFD را اجرا کنید

این معماری اجرای شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی را با استفاده از Azure نشان می دهد. ایجاد، مدیریت و بهینه سازی کلاسترها با استفاده از Azure CycleCloud را بیاموزید.

معماری

دانلود فایل Visio از این معماری.

جریان کار

این نمودار نمای کلی سطح بالایی از یک طراحی ترکیبی معمولی را نشان می دهد که نظارت بر کار گره های درخواستی در Azure را ارائه می دهد:

1. برای پیکربندی خوشه به سرور Azure CycleCloud متصل شوید.
2. با استفاده از ماشین های دارای RDMA برای MPI، گره سر خوشه را پیکربندی و ایجاد کنید.
3. گره سر داخل محل را اضافه و پیکربندی کنید.
4. اگر منابع کافی وجود نداشته باشد، Azure CycleCloud منابع محاسباتی Azure را افزایش (یا پایین) می کند. یک حد از پیش تعیین شده می تواند برای جلوگیری از تخصیص بیش از حد تعریف شود.
5. وظایف به گره های اجرا تخصیص داده می شود.
6. داده ها در Azure از سرور NFS درون محل ذخیره می شوند.
7. داده ها از Avere vFXT برای کش Azure خوانده می شود.
8. اطلاعات کار و کار به سرور Azure CycleCloud منتقل می شود.

اجزاء

• ابزاری برای ایجاد، مدیریت، بهره برداری و بهینه سازی خوشه های HPC و Big Compute در Azure. برای ارائه یک سیستم فایل خوشه ای در مقیاس سازمانی ساخته شده برای ابر استفاده می شود. برای ایجاد یک مجموعه ثابت از نمونه های محاسباتی استفاده می شود. گروهی از ماشین های مجازی یکسان را ارائه می دهد که می توانند توسط Azure CycleCloud کوچک یا کوچک شوند. برای همگام سازی و نگهداری داده ها استفاده می شود. بسیاری از انواع منابع Azure مانند VM ها را قادر می سازد تا به طور ایمن با یکدیگر، اینترنت و شبکه های داخلی ارتباط برقرار کنند.

جایگزین، گزینه ها

مشتریان همچنین می توانند از Azure CycleCloud برای ایجاد یک شبکه به طور کامل در Azure استفاده کنند. در این تنظیمات، سرور Azure CycleCloud در اشتراک Azure شما اجرا می شود.

برای یک رویکرد کاربردی مدرن که در آن نیازی به مدیریت زمان بندی بار کاری نیست، Azure Batch می تواند کمک کند. Azure Batch می تواند برنامه های کاربردی محاسباتی موازی و با کارایی بالا (HPC) در مقیاس بزرگ را به طور موثر در فضای ابری اجرا کند. Azure Batch به شما امکان می دهد منابع محاسباتی Azure را برای اجرای برنامه های خود به صورت موازی یا در مقیاس بدون پیکربندی یا مدیریت زیرساخت دستی تعریف کنید. Azure Batch وظایف محاسباتی فشرده را زمان بندی می کند و به صورت پویا منابع محاسباتی را بر اساس نیازهای شما اضافه و حذف می کند.

جزئیات سناریو

شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به همراه سخت افزار تخصصی نیاز به زمان محاسبه قابل توجهی دارد. با افزایش استفاده از خوشه ، زمان شبیه سازی و استفاده از شبکه کلی رشد می کند و منجر به مشکلات مربوط به ظرفیت یدکی و زمان صف طولانی می شود. افزودن سخت افزار فیزیکی می تواند گران باشد و ممکن است با قله های استفاده و دره هایی که یک تجارت از آن عبور می کند ، هماهنگ نباشد. با بهره گیری از لاجورد ، بسیاری از این چالش ها بدون هیچ گونه هزینه سرمایه ای می توان برطرف کرد.

Azure سخت افزاری را برای اجرای مشاغل CFD خود در دستگاه های مجازی GPU و CPU فراهم می کند. RDMA (دسترسی به حافظه مستقیم از راه دور) اندازه VM دارای شبکه مبتنی بر FDR Infiniband است که امکان ارتباط MPI کم تأخیر (رابط عبور پیام) را فراهم می کند. هنگامی که این راه حل ها را با Avere VFXT ترکیب می کنید ، که یک سیستم فایل خوشه ای در مقیاس سازمانی را فراهم می کند ، مشتریان می توانند حداکثر توان را برای عملیات خواندن در Azure تضمین کنند.

برای ساده سازی ایجاد ، مدیریت و بهینه سازی خوشه های HPC ، می توان از Azure Cyclecloud برای تهیه خوشه ها و داده های ارکسترات در هر دو سناریو ترکیبی و ابر استفاده کرد. هنگامی که مشاغل در حال تعلیق را رصد می کنید ، Cyclecloud به طور خودکار محاسبات را در صورت تقاضا راه اندازی می کند ، جایی که شما فقط آنچه را که استفاده می کنید پرداخت می کنید ، به برنامه ریزی بار کاری مورد نظر خود متصل می شوید.

موارد استفاده احتمالی

سایر صنایع مرتبط برای برنامه های CFD شامل موارد زیر است:

• هوانوردی و هوافضا/هواپیما
• خودرو
• ساختمان HVAC (امکانات)
• نفت و گاز (انرژی)
• علوم زندگی و مراقبت های بهداشتی

ملاحظات

این ملاحظات ستونهای چارچوب به خوبی از Azure را اجرا می کند ، که مجموعه ای از اصول راهنما است که می تواند برای بهبود کیفیت یک بار کار استفاده شود. برای اطلاعات بیشتر ، به چارچوب خوب Archited Microsoft Azure مراجعه کنید.

مقیاس پذیری و امنیت

مقیاس بندی گره های اجرای بر روی Azure Cyclecloud می تواند به صورت دستی یا با استفاده از خودکار انجام شود. برای اطلاعات بیشتر ، به AutoScaling Cyclecloud مراجعه کنید.

برای راهنمایی عمومی در مورد طراحی راه حل های امن ، به اسناد امنیتی لاجورد مراجعه کنید.

بهینه سازی هزینه

بهینه سازی هزینه در مورد جستجوی راه هایی برای کاهش هزینه های غیر ضروری و بهبود کارآیی عملیاتی است. برای اطلاعات بیشتر ، به نمای کلی ستون بهینه سازی هزینه مراجعه کنید.

هزینه اجرای اجرای HPC با استفاده از سرور cyclecloud بسته به تعدادی از عوامل متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال ، Cyclecloud با مقدار زمان محاسباتی مورد استفاده شارژ می شود ، با سرور اولیه و cyclecloud به طور معمول به طور مداوم اختصاص می یابد و در حال اجرا است. هزینه اجرای گره های اجرا بستگی به این دارد که این مدت زمان و چه اندازه از چه اندازه استفاده می شود. هزینه های لاجورد عادی برای ذخیره سازی و شبکه نیز اعمال می شود.

این سناریو نشان می دهد که چگونه می توان برنامه های CFD را در لاجورد اجرا کرد ، بنابراین دستگاه ها به عملکرد RDMA نیاز دارند ، که فقط در اندازه های خاص VM در دسترس است. موارد زیر نمونه هایی از هزینه هایی است که می تواند برای یک مجموعه مقیاس که به طور مداوم به مدت هشت ساعت در روز به مدت یک ماه اختصاص داده می شود ، با داده های 1 TB انجام شود. همچنین شامل قیمت گذاری برای سرور Azure Cyclecloud و Avere VFXT برای نصب Azure است:

• منطقه: اروپای شمالی
• سرور Azure Cyclecloud: 1 x استاندارد D3 (CPU 4 X ، حافظه 14 گیگابایتی ، استاندارد HDD 32 GB)
• سرور اولیه Azure Cyclecloud: 1 x استاندارد D12 V (CPU 4 X ، حافظه 28 گیگابایتی ، استاندارد HDD 32 گیگابایت)
• Azure Cyclecloud Node Array: 10 x استاندارد H16R (CPU 16 X ، حافظه 112 گیگابایتی)
• Avere VFXT در خوشه لاجورد: 3 x D16S V3 (200 گیگابایت سیستم عامل ، دیسک داده SSD 1-TB)
• Egress داده ها: 1 TB

این برآورد قیمت را برای سخت افزار ذکر شده در بالا مرور کنید.

این سناریو را مستقر کنید

پیش نیازها

این مراحل را قبل از استقرار الگوی مدیر منبع دنبال کنید:

برای بازیابی AppID ، DisplayName ، نام ، رمز عبور و مستاجر یک مدیر اصلی ایجاد کنید.

یک جفت کلید SSH ایجاد کنید تا به سرور Cyclecloud ایمن وارد شوید.

برای استقرار راه حل ، روی پیوند زیر کلیک کنید.

برای پیکربندی و ایجاد یک خوشه جدید وارد سرور cyclecloud شوید.

Cache Avere یک راه حل اختیاری است که می تواند توان خوانده شده را برای داده های کار برنامه افزایش دهد. Avere VFXT برای Azure مشکل اجرای این برنامه های HPC سازمانی را در ابر حل می کند در حالی که از داده های ذخیره شده در محل یا در فضای ذخیره سازی Azure استفاده می کند.

برای سازمانهایی که در حال برنامه ریزی برای زیرساخت های ترکیبی با ذخیره سازی در محل و محاسبات ابری هستند ، برنامه های HPC می توانند با استفاده از داده های ذخیره شده در دستگاه های NAS "پشت سر هم" به لاجورد و در صورت لزوم CPU های مجازی را بچرخانند. مجموعه داده ها هرگز به طور کامل به ابر منتقل نمی شوند. بایت های درخواست شده به طور موقت با استفاده از یک خوشه Avere در هنگام پردازش ذخیره می شوند.

برای تنظیم و پیکربندی نصب Avere VFXT ، راهنمای تنظیم و پیکربندی Avere را دنبال کنید.

مشارکت کنندگان

این مقاله توسط مایکروسافت نگهداری می شود. در ابتدا توسط همکاران زیر نوشته شده است.