新疆石油勘探領(lǐng)域Bladmin存儲系統(tǒng)應(yīng)用案例

一、 應(yīng)用單位

    新疆油田公司勘探開發(fā)研究院地球物理研究所（以下簡稱新疆石油地物所），位于新疆首府烏魯木齊，是集石油地震勘探數(shù)據(jù)處理、資料解釋及地質(zhì)綜合研究和計算機軟件開發(fā)為一體的高科技單位。2006年中油股份公司為改善勘探環(huán)境，對新疆油田PC集群地震處理系統(tǒng)進行了擴充。目前該所已擁有1000多個計算節(jié)點1900多個CPU的PC集群地震處理系統(tǒng)、56個CPU的SGI Origin 2000并行計算機系統(tǒng)、200多套高性能圖形工作站，數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)總?cè)萘窟_到了180TB。多臺萬兆高效交換機進行互聯(lián)，使新疆油田公司物探技術(shù)水平繼續(xù)保持在世界領(lǐng)先水平。被稱為中國西北地區(qū)最具影響力的地震資料處理解釋中心。

二、 項目背景

    新疆石油地物所肩負的石油勘探地震資料處理工作的主要原理是，通過人工的方式產(chǎn)生地震信號（放炮），然后將地下地質(zhì)的地震信號，通過地面感應(yīng)器提取后，利用大型計算機或機群(Cluster)（包括刀片服務(wù)器集群和普通服務(wù)器集群）通過專業(yè)的Paradigm epos 3 .0、 CGG geocluster 4.1等多套處理軟件系統(tǒng)和一套完整的疊前時間、深度偏移系統(tǒng)，進行資料的處理工作，形成地下的構(gòu)造以及成像，從而掌握地下的油氣構(gòu)造，為石油鉆井提供更加可靠的勘探數(shù)據(jù)。針對新疆應(yīng)用服務(wù)器管理方面，具體需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

    大量勘探地震資料處理系統(tǒng)的快速部署。勘探地震資料處理往往需要使用大量的計算節(jié)點并行執(zhí)行，雖然新疆油田公司地球物理研究所現(xiàn)有地震處理軟件可以完成計算任務(wù)在這些節(jié)點上的自動分發(fā)，但與之匹配的操作系統(tǒng)以及相關(guān)配置信息的部署工作卻依然難以統(tǒng)一、快速的完成，這極大地增加了系統(tǒng)管理人員的負擔與啟動計算任務(wù)所需的準備時間。

    計算資源的調(diào)度與充分利用。石油地震資料的處理帶有鮮明的階段特征，每一階段的處理內(nèi)容、計算規(guī)模以及系統(tǒng)要求都截然不同，這些系統(tǒng)層面的差異導(dǎo)致計算資源無法被充分的調(diào)度以滿足不同任務(wù)不同階段的計算需求，而固定每個節(jié)點計算任務(wù)的使用模式又無法對計算資源進行充分的利用。

    降低管理與維護成本。雖然兼具高性能與高可靠性的SAN或NAS設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于存儲領(lǐng)域，然而PC集群所裝備本地磁盤卻遠遠無法達到與之匹配的可用性，磁盤以及磁盤相關(guān)的散熱裝置損壞已成為大規(guī)模集群管理與維護的主要負擔，而硬件Raid以及全光纖SAN連接的成本也無法被計算集群所接受。

    節(jié)省能源消耗。供電保障、冷卻和總體能源消耗已成為國內(nèi)外超大型數(shù)據(jù)中心的主要成本負擔與發(fā)展瓶頸之一，縮短部署、調(diào)度甚至等待的時間，將從最大程度上提升系統(tǒng)單位能耗下的有效計算能力，同時可以盡可能的降低對機房供電保障和冷卻系統(tǒng)的負擔。

    異構(gòu)系統(tǒng)的支持。目前集群存儲系統(tǒng)只支持Linux客戶端、很少有支持其他系統(tǒng)客戶端。

隨著新疆石油地物所計算規(guī)模的不斷擴大，更有效的快速部署、調(diào)度與高可靠性方案將成為充分利用計算資源、降低能耗與維護成本的自然訴求，異構(gòu)平臺的支持、海量存儲環(huán)境的高可用性，是保障計算環(huán)境高效、穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。

三、 解決方案

下圖是根據(jù)新疆石油地物所目前環(huán)境進行針對客戶的需求的bladmin存儲管理服務(wù)器實施圖

Bladmin架構(gòu)的新疆石油地物所網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

    通過Bladmin網(wǎng)絡(luò)存儲的新型計算環(huán)境管理系統(tǒng)，使用低成本的千兆以太網(wǎng)絡(luò)直接啟動計算節(jié)點，并且采用IP SAN技術(shù)儲存服務(wù)器中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

    Bladmin由管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備和計算節(jié)點（服務(wù)器節(jié)點集群包括：刀片服務(wù)器集群、塔式服務(wù)器集群、機架式服務(wù)器集群）等硬件通過高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接而成，并在該系統(tǒng)中運行Bladmin系統(tǒng)管理軟件。管理服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備可以共用一臺物理機，我們統(tǒng)稱為存儲管理服務(wù)器。

    本系統(tǒng)提供集中、可靠、安全、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲功能，并實現(xiàn)大量計算節(jié)點的快速部署、角色的動態(tài)切換、節(jié)點監(jiān)控等模塊功能。

    在本系統(tǒng)中：

    網(wǎng)絡(luò)硬盤：網(wǎng)絡(luò)中的所有存儲資源統(tǒng)一存放在存儲管理服務(wù)器上，形成一個大的虛擬存儲池，存儲管理服務(wù)器將該存儲池中的存儲空間按需分割成任意大小，供集群計算節(jié)點使用。每個空間稱為一塊“網(wǎng)絡(luò)硬盤”。服務(wù)安裝在網(wǎng)絡(luò)硬盤上，集群計算節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)，可以把網(wǎng)絡(luò)硬盤映射成為本地硬盤，通過運行硬盤上的服務(wù)來滿足計算節(jié)點的使用需求。

    服務(wù)（操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件的組合）：存放在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)硬盤上(網(wǎng)絡(luò)硬盤都集中存放在存儲管理服務(wù)器上)；

    計算節(jié)點啟動后，Bladmin把網(wǎng)絡(luò)硬盤映射成為計算節(jié)點的本地硬盤使用；

    存儲管理服務(wù)器完成整個系統(tǒng)內(nèi)部運轉(zhuǎn)的監(jiān)控管理任務(wù)，并為其提供統(tǒng)一的存儲池。

四、 用戶價值

五、 應(yīng)用效益

    新疆石油地物所通過使用bladmin系統(tǒng)，通過按需分配、快速部署、靈活切換調(diào)度、時時監(jiān)控等功能，不僅使新疆石油地物所的計算作業(yè)成功率提高了一倍，而且在管理和維護方面真正起到了快捷方便的功效。對人員來說，減短了大量的工作任務(wù)；對長期使用的節(jié)點來說，本地硬盤的節(jié)省間接的提高了計算節(jié)點的壽命，節(jié)省了損壞造成的成本控制；對提高工作效率來說，充分體現(xiàn)了省時省力；對資源的分配上，使各個節(jié)點的使用率大幅度提升；對快速轉(zhuǎn)換來說，部署功能快捷、方便、按需分配體現(xiàn)的淋漓盡致。