Архитектура и особенности реализации платформы UniHUB в модели облачных вычислений на базе открытого пакета OpenStack

Одним из перспективных подходов организации эффективного взаимодействия науки, образования и индустрии является концепция web-лабораторий. Такая лаборатория представляет собой web-среду, которая поддерживает проведение научных исследований с использованием методов математического моделирования междисциплинарными коллективами узких специалистов, распределённых географически и административно. Возможности web-лаборатории включают: проведение численных экспериментов; составление отчетов, подготовку статей; обсуждение результатов на семинарах и совещаниях; планирование деятельности лаборатории; поддержку учебного процесса (проведение учебных курсов, практических занятий, лабораторных работ и т.п.) студентов и аспирантов. Полноценная реализация данной концепции связана с необходимостью обеспечить возможность использования различных аппаратных средств (суперкомпьютеров, высокопроизводительных кластеров, в том числе, с ускорителями вычислений, средств 2D и 3D визуализации, серверов, систем хранения и обработки больших массивов данных, пр.) и программных пакетов. При этом также должны быть обеспечены высокая масштабируемость на всех уровнях, надёжность и безопасность. Современным методом решения данной задачи является использование модели облачных вычислений, когда перечисленные выше ресурсы предоставляются удаленно в виде набора масштабируемых сервисов разного уровня с обслуживанием по запросу. В статье представлена разработанная в модели облачных вычислений архитектура web-лаборатории. Рассмотрены особенности реализации на ее основе программной платформы развертывания полноценных web-лабораторий UniHUB. Данная программная платформа интегрирована в состав свободного пакета поддержки облачных сред OpenStack и использует его сервисы в качестве основы.

web-лаборатории, облачные вычисления, параллельные вычисления, системы массового сотрудничества

1. G. Klimeck, M. McLennan, S.P. Brophy, G.B. Adams III, M.S. Lundstrom, "nanoHUB.org: Advancing Education and Research in Nanotechnology," Computing in Science and Engineering, 2008, 10(5), pp. 17-23

2. Peter Mell and Tim Grance. The NIST Definition of Cloud Computing. Technical report, July 2009

3. Арутюн Аветисян, Виктор Иванников, Олег Самоваров, Сергей Гайсарян, «Университетский кластер»: интеграция образования, науки и индустрии», «Открытые системы» №05, 2010, стр.46-49.

4. Арутюн Аветисян, Олег Самоваров, Сергей Гайсарян, Эшсоу Хашба «OpenCirrus, российский сегмент», «Открытые системы» , № 05, 2011, стр. 39-43

5. А.И. Аветисян, С.С. Гайсарян, О.И. Самоваров, «Университетский кластер» - инфраструктура исследований, разработок и образования в области параллельных и распределенных вычислений», Научный сервис в сети Интернет: масштабируемость, параллельность, эффективность: Труды Всероссийской суперкомпьютерной конференции (21-26 сентября 2009 г., г. Новороссийск). - М.: Изд-во МГУ, 2009, ISBN 978-5-211-05697-8, стр. 431-433,

6. А.И. Аветисян, С.С. Гайсарян, О.И. Самоваров, Э.В. Хашба, Организация предметно-ориентированных исследовательских центров в рамках программы «Университетский кластер», Труды Международной суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: суперкомпьютерные центры и задачи», Электронное издание, - М.: Изд-во МГУ, 2010, ISBN 978-5-211-05916-0, стр. 213-215

7. М.Крапошин, О.Самоваров, С.Стрижак. Особенности реализации Web-лаборатории механики сплошной среды на базе технологической платформы программы «Университетский Кластер». Труды международной суперкомпьютерной конференции с элементами научной школы для молодежи Научный сервис в сети Интернет: экзафлопсное будущее», - М.: Изд-во МГУ, 2011

8. M. Крапошин, О. Самоваров, С. Стрижак, «Web лаборатория UniHUB в рамках программы ‘Университетский кластер», Workshop “Multiphysical Modelling in OpenFOAM”, http://www.modlab.lv/en/openfoam.php, Латвийский Университет. Рига. 20.10.2011-21.10.2011