Особенности функционирования средств EDA в современной информационной инфраструктуре. (облако)
Маркетоидный термин "облако" слишком расплывчатый и объединяет несколько технически совершенно различных моделей, у которых только одно общее - клиент арендует у провайдера нечто.
Относительно точное определение есть у НИСТ http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf,в котором сформулированы следующие основопологающие свойства.
- Самообслуживание по запросу.
- Широкая сетевая доступность.
- Группирование ресурсов (хранилище, процессора, память, полоса пропускания ), в том числе территориально-независимое.
- Быстрая эластичность.
- Измеримый сервис.
- Измеримый сервис.
Сочетание этих свойств с предоставлением услуг на основе аренды дает следующие преимущества облачным вычислениям с "потребительской" точки зрения
(согласно https://kontur.ru/articles/225)
- Доступность.
- Мобильность.
- Экономичность.
- Арендность.
- Гибкость.
- Надежность.
- Высокая технологичность.
- Доступность.
- Мобильность.
- Экономичность.
- Арендность.
- Гибкость.
- Надежность.
- Высокая технологичность.
Достижение указанных потребительских свойствах, осуществляется применением средств виртуализации на разных уровнях.
Еще до появления термина "облачные вычисления" в облачный формат были перенесены сервисы, возможность виртуализации которых обеспечивается прямо на уровне приложения. В первую очередь это почтовые, веб и ftp-сервера небольших компаний, предъявляющие относительно высокие требования к надежности и доступности, но не требующие значительной вычислительной нагрузки, что позволило разделить один сервер на множество заказчиков.
После распространения гипервизоров, обеспечивающих виртуализацию на уровне операционной системы аналогичный прием стал возможен для любых приложений, а не только для тех, которые поддерживают виртуализацию по своей архитектуре. Но пока производительность хост-машины не стала в несколько раз превышать суммарные потребности нескольких абонентов - виртуализация применялась в основном для демонстрационных, отладочных, тестовых и образовательных целей. С появлением многоядерных процессоров ситуация кардинально изменилась - в облако пошли все более и более ресурсоемкие приложения - и в первую очередь наиболее востребованные бизнесом - офисные.
Современная модель инфраструктуры VDI (Virtual Desktop Infrastructure) предусматривает, что один физический сервер покрывает потребности десятка виртуальных десктопов, к каждому их которых обеспечивается подключение ровно одного пользователя. При этом гипервизор использует технологии удаления избыточности памяти, предоставляя всем пользователям, подключенным к одному серверу большее количество памяти, чем физически имеется на сервере. Как правило ЦОДы, обеспечивающие работу в режиме VDI или другим облачным способом, оснащаются blade-серверами или другими серверами с высокой плотностью размещения. Как правило, (и схемы лицензирования некоторого ПО виртуализации даже предусматривают это) каждая такая система имеет пару многоядерных процессоров, что позволяет на данной этапе развития технологий иметь в каждом физическом сервере порядка 16-32 ядер (в зависимости от комбинации типа процессора, количества физических ядер и доступности технологий типа Hyper-threading).
Средства виртуализации имеют различные способы разделения вычислительной мощности меджу абонентами, например гипервизор VMWare позволяет резервировать производительность виртуальных машин мегагерцами виртуального процессора. Более простые системы типа KVM имеют гранулярность распределения вычислительной мощности в одно ядро. Таким образом в режиме VDI один физический сервер позволяет обслуживать порядка 10-20 абонентов. Для услуг web-хостинга (то есть в рамках облачной модели SaaS, где виртуализация производится на уровне приложения) на один физический сервер может приходиться порядка 100-150 малонагруженных абонентов. В случае, если нагрузка от одного абонента превышает разумные для этой модели пределы - абоненту предлагается перейти на использование технологии "виртуального выделенного сервера", в которой квотирование производительности производится опять же резервированием ядер или мегагерц, а соотношение абонентов на сервер снова оказывается порядка 10-20.
Попытки переноса в облако более ресурсоемких приложений, а именно - систем работы с графической информацией и САПР столкнулись с определенными трудностями:
- клиенту требуется очень высокий уровень интерактивности
- клиенту требуется доступ к аппаратным 3D ускорителям
- вычислительные потребности клиента соизмеримы с вычислительной мощностью физического сервера
- значительный объем входных, выходных и промежуточных данных
предлагается
- ограничить потребителей только теми, у кого мощный канал
- комбинировать облачную инфраструктуру с выделенной, а то и c физической
Как выглядят потребности EDA:
на различных этапах проектирования выглядят по-разному
1) у редакторов топологии требование высокой интерактивности, но необязятельно мощное 3D-ускорение, рисуются в основновом линии и штриховка
2) некоторые симуляторы подеерживают многоядерность, таким образом вычислительные потребности даже одиночного инженера могут полностью использовать возможности физического сервера
3) распространены средства автоматизации многовариантного анализа, которые в сочетании со средствами пакетных вычислений позволяют одиночному инженеру оперировать сотнями задач, полностью загружающими сотни и тясячи ядер
4) существует класс плохо распараллеливаемых задач, требующих большой памяти. Соотношение количества ядер к размеру оперативной памяти сильно отличается от имеющегося в стандртных серверах.
5) разработка производится в среде Unix/Linux
6) значительный объем данных, затрудняющий перенос окружения между датацентрами
7) рабочие данные представляют собой множество маленьких файлов, что усложняет задачу миграции между хранилищами и датацентрам
8) значительный объем врЕменных данных и интенсивность операций ввода-вывода
Высокие потребности в процессорной мощности делают в основном бессмысленным применение средств виртуализации для разделения одной машины между несколькими абонентами. Роль виртуальных машин ограничивается только вторичными преимуществами, такими как улучшением совместимости платформ, облегчением миграции нагрузки, сокращением времени обслуживания, резервного копирования и времени восстановления после отказа. Эластичность путем привлечения ресурсов внешнего поставщика из-за сложностей с переносом окружения .
распределение
Особенность работы - при высоконагруженном CPU страдает интерактивность графического интерфейса, что делает невозможной работу с топологией.
при высоконагруженном хранилище ,
необходимо разносить массовый расчет и интерактивную часть на разные машины и возможно на разные хранилища
В такой форме клиенту предоставляется доступ не к физической машине с установленной операционной системой и лицензированными средствами разработки, а доступ к виртуальной машине.
Потребности клиента
вычислительная мощность
объем памяти
объем памяти
объем хранилища
латентность хранилища
EDA=UNIX - > производительность зависит от распределения данных по устройствам хранения,
существует типовая раскладка UNIX, но при виртуализации рабочей станции как правило происходит подмена типов устройств харанения и возможности системы заметно изменяются.
GRID - формирование нагрузки под возможности вычислительной системы
+
облако - формирование вычислительной системы подимеющуюся нагрузку.
= ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
интеллектуальная система с обратной связью
"Рынок САПР в ожидании перемен: от облаков до новых интерфейсов" http://ibusiness.ru/blogs/11291
"Первая в России "облачная" САПР закрылась из-за отсутствия спроса" http://blog.i-oblako.ru/2012/03/blog-post_14.html
"Российский САПР к «облакам» не готов" http://www.tadviser.ru/index.php/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8:%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%A1%D0%90%D0%9F%D0%A0_%D0%BA_%C2%AB%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BC%C2%BB_%D0%BD%D0%B5_%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2
психологический барьер
"Итак, сколько будет стоить САПР в облаке?" http://www.nanocad.ru/information/blogs/index.php?page=post&blog=WorldCAD_Access&id=492 непонятки с ценами
Сотруники облачного провайдера компании "Ай-Теко" в коментариях к статье "Как собрать из конструктора облачную инфраструктуру" http://www.globalcio.ru/experts/152/ предложили оставить рабочие места САПР на выделенном оборудовании.
В статье "САПР и PLM в облаке: стоит ли овчинка выделки?" http://www.itshop.ru/SAPR-i-PLM-v-oblake-stoit-li-ovchinka-vydelki/l9i31467 предлагается комбинировать стационарные компьютеры и облака. Размер файлов данных и результатов расчета, интенсивность потоков данных,
"САПР в облаках" http://www.osp.ru/os/2011/02/13007702/ посчитали частное облако по VDI-модели