北京市環境保護監測中心空氣質量決策支持系統
工程關鍵詞：空氣質量,環境監測
工程名稱：空氣質量決策支持系統
工程所屬單位：北京市環保檢測中心
技術提供:曙光信息產業有限公司
工程介紹
作為北京奧運會的三大理念之一，“綠色奧運”已經成為了北京市民甚至所有華人都耳熟能詳的一個詞語。為此，北京市環保檢測中心利用世行資金，委托美國PA咨詢公司和RTI研究所，開發北京市空氣質量決策支持系統。這套系統，需要一套完整的應用于科學計算的并行計算機群服務器作為堅實的保障，因此，曙光TC4000機群成為了北京市環境保護監測中心的首選。
用戶需求
北京市環境監測部門作為北京市環境保護系統的技術部門，是環境管理工作的重要基礎，也是2008年北京奧運能否實現“綠色奧運”的基礎部門。北京市環境保護檢測中心開發的這套空氣質量決策支持系統，主要運行的是MM5氣象模型和Model-3(CMAQ)空氣污染擴散模型。曙光公司全面分析了用戶的實際需求，本著從實際應用出發的原則，在系統管理的有序性、高效性、避免混亂的基礎上構架出了面向高性能計算的曙光TC4000機群系統方案，并提出了“管理節點和計算節點分開”的設計思路。
分設管理節點和計算節點能夠充分利用計算節點的計算能力，將管理任務分配給管理節點，大大提高計算節點的運算能力。而這一點恰恰符合了用戶對機群服務器的要求：具備大規模科學計算能力，能夠在規定時間內完成中大規模的并行計算，同時具備良好的信息服務能力。
杰出的計算能力是滿足用戶需求的根本，性價比、安全性、可擴展性都是用戶選擇產品所要考慮的因素。針對北京市環境保護監測中心的需求，曙光TC4000機群解決方案既能夠節省用戶的投資，又能夠保證產品的先進性、可用性和高性價比。同時，系統支持動態擴展，在系統性能需要提升時，可以很方便地進行擴展。
TC4000機群系統通過四套網絡(MYRINET計算網，千兆管理網，SKVM網。IIC監控網)將管理節點、計算節點以及控制設備和監控設備連接起來，組成了一個充滿活力的機群系統。其中，千兆管理網提供了絕大多數的管理功能及以外部連接，用戶可以通過千兆網絡連接到管理節點從而使用整個機群系統，同時，千兆管理網還能確保在MYRINET網出現故障時繼續提供不間斷的計算服務。此外，管理監控網絡采用基于硬件采集的監控系統，不占用系統資源，做到主板級的監控。加之曙光獨有的SKVM網絡使得管理節點，用戶可以在幾百米以外對系統進行管理。
北京市環境保護檢測中心需要一個并行計算集群來運行北京市空氣質量決策支持系統，空氣質量決策支持系統內主要運行MM5氣象模型和Model-3（CMAQ）空氣污染擴散模型。曙光公司全面分析了用戶的實際需求，根據實際的用戶需求，曙光公司制定出如下的方案設計原則：
·實際原則，從實際應用出發，遵照實際情況確定方案的選擇與實施。
·先進原則，利用先進的計算機技術來建設一套完整的應用于科學計算的集群系統。
·經濟原則，系統采用廣泛應用且具有良好性能價格比的產品，既考慮節省投資，又 保證產品的先進性和可用性。
·安全原則，系統應該受到嚴格的安全監控，保證系統的正常運行。
·擴展原則，系統支持動態擴展，在系統性能需要提升時，可以很方便地進行擴展。易管理原則，64個節點的機群服務器的管理必須非常簡便，可以保證系統管理的有序性，高效性，避免管理上的混亂。
依據以上設計原則，曙光公司設計出面向高性能計算的曙光TC4000集群系統方案。該集群系統由1個管理節點、4個計算節點、一套MYRINET網絡、一套千兆以太網絡、機柜系統、電源系統、SKVM系統、硬件監控系統以及其他附件組成。該集群系統通過四套網絡（MYRINET計算網，千兆管理網，SKVM網。IIC監控網）將管理節點、計算節點以及控制設備和監控設備連接起來，組成了一個充滿活力的集群系統，這個集群系統具備以下幾個特點：
·管理節點和計算節點分開：能夠充分利用計算節點的計算能力，將管理任務分配給管理節點大大地提高了計算節點的運算能力。
·千兆管理網絡：千兆以太網的作用是在MYRINET網出現故障的時候仍然能夠提供不間斷的計算服務，并且千兆以太網還提供了絕大多數的管理功能
·SKVM網絡：使得管理節點就像管理本地計算機一樣輕松，并且這樣的事情可以在幾百米以外完成。
·管理監控網絡：采用基于硬件采集的監控系統，不占用系統資源，做到主板級的監控。
·提供千兆外部連接，用戶可以通過千兆網絡連接到管理節點從而使用整個集群系統。
子系統整體結構圖：
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