основные направления развития вц для науки и высшей школы

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ВЦ ДЛЯ НАУКИ И ВЫСШЕЙ
ШКОЛЫ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА
М.Л.Гольдштейн, Н.В.Закурдаев
Институт математики и механики УрО РАН, Екатеринбург
Тел.: (3432) 49-32-40, факс: (3432) 74-25-81, e-mail: [email protected]
В настоящее время Институт математики и механики (ИММ) УрО РАН определен
головной организацией в УрО по созданию вычислительных, информационных и
коммуникационных ресурсов региона. В институте успешно ведутся работы по
выполнению комплексной программы создания отечественных суперЭВМ МВС-100, МВС1000 и параллельных вычислительных технологий, а также работы по созданию
единого вычислительно-информационного ресурса РАН на основе функционального
объединения региональных суперкомпьютерных вычислительных центров средствами
Интернет. В результате этих работ создан информационно-вычислительный центр
(ИВЦ) ИММ УрО РАН как совокупность базовых вычислительных, информационных и
телекоммуникационных структур, позволяющих пользователям ИВЦ осуществлять
быстрый и качественный доступ к МВС и информационным ресурсам, участвующим в
вычислительном процессе. Важной частью работ по формированию ИВЦ является
построение и развитие локальной информационно-вычислительной сети (ЛИВС),
обеспечивающей как средства теледоступа к МВС внутри Института, так и средства
создания и поддержки информационных ресурсов. Работы выполняются при финансовой
поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по гранту № 98-0790184.
Главной задачей информационно-вычислительного центра (ИВЦ) ИММ УрО РАН является
обеспечение вычислительными и информационными ресурсами научной общественности
для поддержки фундаментальных и прикладных исследований, проводимых в УрО РАН и
вузах региона. Многолетний опыт работы ИММ по формированию вычислительных
структур, комплексов и сетей, наличие коллектива квалифицированных специалистов
в области вычислительной техники и информатики; интенсивное оснащение Института
современными вычислительными ресурсами (МВС-100, МВС-1000), все более глубокое
проникновение в гиперсреду Интернет и осознание ее перспектив для создания
единого вычислительно-информационного ресурса РАН дали возможность сформировать
основные направления работ по построению ИВЦ, как составляющей части
суперкомпьютерного центра РАН. В качестве основных, на наш взгляд, следует
выделить:
1. Внедрение и развитие вычислительных ресурсов на базе отечественных суперЭВМ
МВС-100, МВС-1000, как наиболее перспективных и имеющих наивысшие в
отечественной практике технико-экономические показатели.
2. Создание и развитие локальной информационно-вычислительной сети (ЛИВС) как
средства коллективного теледоступа к ресурсам МВС и информационным ресурсам
внутри Института.
3. Создание и развитие региональной сети для науки и высшей школы как средства
интеграции с Интернет.
4. Распределение транспортных потоков в телекоммуникационных средах с целью
оптимизации количества коллизий и достижения максимальных скоростных
характеристик.
5. Оснащение ИВЦ современными надежными аппаратно-программными средствами защиты
и контроля входного и выходного трафиков.
6. Формирование аппаратных и программных средств создания электронных
информационных ресурсов.
Работы по реализации перечисленных направлений требуют перманентных серьезных
научных, технических и финансовых затрат, возрастающих по мере проникновения в
глубину проблемы. Очевидно, что каждый этап работ будет фиксироваться
конкретными результатами, отвечающими современному техническому уровню развития
как вычислительных, так и телекоммуникационных сред.
Таковым результатом на сегодняшний день можно считать сформированную структуру
ИВЦ на базе суперЭВМ МВС-100, МВС-1000. ИВЦ включает в себя три основных
структурных элемента: центральный узел региональной Академсети URANnet (ЦУС
URANnet), центральный узел ЛИВС (ЦУЛИВС) и сегменты ЛИВС. Ядром ЦУЛИВС являются
суперЭВМ МВС-100 и МВС-1000, в которых сконцентрированы вычислительные ресурсы
ИВЦ, и серверы, предназначенные для накопления информации в электронном виде.
В течение ряда лет развитие вычислительных ресурсов в ИММ идет по линии МВС в
следующих направлениях:
1. Увеличения количества микропроцессоров.
2. Замены микропроцессоров на более производительные.
3. Совершенствования топологии транспьютерной сети.
4. Секционирования вычислительного пространства.
5. Наращивания оперативной памяти.
6. Модернизации системы формирования сигналов управления.
7. Развития состава, количества и качества периферийных устройств.
8. Реализации аппаратной и программной надежности при коллективном
использовании.
9. Модификации и совершенствования систем электропитания, охлаждения и
формирования микроклимата.
Средства ЦУС URANnet обеспечивают удаленный доступ к МВС и к другим ресурсам ИВЦ
пользователям региональной академической сети, к которой подключены практически
все академические институты г.Екатеринбурга, а также академические учреждения и
вузы городов Перми, Челябинска и Сыктывкара. Кроме того, такую возможность имеют
также пользователи межвузовской компьютерной сети EUNnet, связанной с сетью
URANnet цифровым каналом с пропускной способностью 144 Мб/с.
В основу развития ЛИВС Института как средства доступа к ресурсам МВС-100 и МВС1000 были положены принципы открытости, масштабируемости, защищенности от
несанкционированного доступа. В качестве средств реализации этих принципов
принята ориентация на использование для управления серверами операционных систем
типа UNIX, а для увеличения пропускной способности сети на использование
стандартных средств Fast и Gigabit Ethernet; коммутаторов, концентраторов,
сетевых адаптеров и т.п.
Принятая структура ЛИВС содержит базовые элементы многоступенчатой защиты сети.
В качестве средств защиты на первом этапе послужило использование
взаимоизолированных протоколов транспортировки данных. Так, в качестве средства
для хранения файлов задач, заданий и результатов счета на МВС-100, МВС-1000
используется сервер FS01, управляемый OC Netware с протоколами IPX/SPX. Для
доступа к МВС из Интернет используются протоколы TCP/IP. Существенным шагом к
наращиванию степени защиты стало введение в структуру ИВЦ фронтальной ЭВМ. Такая
архитектура предоставляет дополнительные возможности по совершенствованию
средств защиты как от несанкционированного доступа к ресурсам МВС, так и от
попыток выдачи конфиденциальной информации.
В числе средств теледоступа ЦУЛИВС и сегментов ЛИВС необходимо особо отметить
две взаимосвязанные структурные составляющие: средства коллективного
теледоступа, реализованные по стандарту Ethernet; оригинальные средства, одним
из которых является система транспортировки композитного сигнала графической
подсистемы МВС-100.
Таким образом, наличие высокопроизводительных вычислительных средств, надежного
удаленного доступа к ним, высокая степень их готовности, достаточная пропускная
способность каналов связи, а также расширение спектра информационных услуг
способствуют повышению эффективности работы исследователей при решении задач на
МВС.