一种面向高性能科学计算的云计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种面向高性能科学计算的云计算方法，包括：云门户根据用户请求进行资源检索和分配，在共享存储中找到相应的数据，并生成可直接访问资源的虚拟机实例；用户通过虚拟机实例的远程桌面访问到所请求的资源并对资源进行预处理，将预处理结果存入共享存储中；用户通过虚拟机实例调用高性能计算资源；计算结束用户通过虚拟机实例的远程桌面查看结果，并在虚拟机实例中通过访问共享存储来获取高性能计算的结果，对结果进行后处理；用户可通过虚拟机实例的远程桌面从云环境中取回所需要的计算结果。本发明为用户在云环境中提供了方便的科学计算预处理和后处理；通过高性能计算资源和共享存储为用户在云环境中提供了方便的科学计算服务资源。
【专利说明】一种面向高性能科学计算的云计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及云计算领域，尤其涉及一种面向高性能科学计算的云计算方法。
【背景技术】
[0002]近年来随着科学数据的爆炸式增长，对于科学数据的研究和应用所需要占用的存储和计算资源越来越多。云计算是可以适用于将大数据进行集中管理，并为用户提供相对廉价服务的一种新型技术。但是，针对于计算能力要求较高的应用，目前并没有成熟的足以同时满足大数据量的存储、管理和高性能应用的成果出现。现有的普适性的云计算环境，更多的是关注于存储和更加大众性的服务，对于科学计算这种密集型应用并没有很好的设计。
[0003]高性能计算资源在相当一部分科学计算中扮演着非常重要的角色，科学家需要高性能计算的帮助来实现科学数据的分析。但高性能计算资源，如集群等的搭建和运作都需要较高的计算机专业知识和较高的成本，并不能做到普及。因此，有必要为科学计算通过某种方式提供更为廉价和易获得的高性能计算资源。同时，在科学计算中还需要对数据进行必要的预处理和后处理以适应高性能计算的要求和获取到理想的结果，这同样也是科学计算对计算环境的可用性提出了要求。
[0004]但是，仅仅将高性能计算资源加入到云计算环境中的方法并不能解决所有的矛盾。因为科学计算中通常需要涉及到非常大的数据量，并且需要对原始的科学数据进行预处理以符合科学计算的要求或者计算完成后进行后处理以取得符合研究要求的数据。如果在预处理的过程中，科学家需要将原始数据下载到本地进行处理，然后再传回云端；或者在后处理前，需要将计算结果完整的下载回本地进行处理；那么，势必会产生非常大的网络流量消耗，并且极有可能需要相当长时间的等待。因此，考虑将科学计算的预处理和后处理过程同样放到云端进行，并为用户提供相应的使用手段，是一种非常好的解决方案。
[0005]发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足:
[0006]1)由于对科学计算中特殊应用的考虑不足，现有云环境不能满足科学计算的要求；
[0007]2)由于高性能计算资源的技术和成本壁垒，高性能计算资源对于很多科学家来说是不易获得或昂贵的；
[0008]由于科学计算中所涉及数据的特殊性，对于科学数据的预处理和后处理需要进行足够的考虑。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种面向高性能科学计算的云计算方法，本发明满足了科学计算的要求，实现了高性能科学计算的便捷性，详见下文描述:
[0010]一种面向高性能科学计算的云计算方法，所述方法包括以下步骤:
[0011]用户通过云门户的资源检索接口向云门户提交资源请求；
[0012]云门户根据用户请求进行资源检索和分配，在共享存储中找到相应的数据，并生成可直接访问资源的虚拟机实例；
[0013]用户通过虚拟机实例的远程桌面访问到所请求的资源并对资源进行预处理，将预处理结果存入共享存储中；
[0014]用户通过虚拟机实例调用高性能计算资源；
[0015]高性能计算结束，用户通过虚拟机实例的远程桌面查看结果，并在虚拟机实例中通过访问共享存储来获取高性能计算的结果，对结果进行后处理；用户可通过虚拟机实例的远程桌面从云环境中取回所需要的计算结果。
[0016]所述用户通过虚拟机实例调用高性能计算资源具体为:
[0017]用户通过虚拟机实例直接访问高性能计算资源并进行计算，计算的中间及最终结果存储到共享存储中。
[0018]所述方法还包括:
[0019]用户通过控制台对高性能计算资源进行个性化配置，以满足计算需求。
[0020]本发明提供的技术方案的有益效果是:本发明通过在云计算环境中对虚拟机、共享存储和高性能计算资源的整合，来为科学计算用户提供云计算环境中的高性能计算服务。本发明通过虚拟机为用户在云环境中提供了方便的科学计算的预处理和后处理；通过高性能计算资源和共享存储为用户在云环境中提供了方便的科学计算服务资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为云计算环境中用户操作的总体流程图；
[0022]图2为云计算环境中科学计算预处理和后处理实现的示意图；
[0023]图3为云计算环境中各种资源之间的交互示意图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0025]101:用户通过云门户的资源检索接口向云门户提交资源请求；
[0026]其中，这些请包括:计算能力、存储容量以及云计算环境中既有数据(可选)等。
[0027]102:云门户根据用户请求进行资源检索和分配，在共享存储中找到相应的数据，并生成可直接访问资源的虚拟机实例；
[0028]首先，云门户根据用户的资源请求在共享存储中定位资源；然后，云门户在云环境中创建一个虚拟机实例，并使这一虚拟机实例能够直接访问所定位到的资源。即用户首先通过云门户进行资源定位，云门户根据用户对计算能力、存储容量以及云计算环境内既有数据(可选)的请求，进行资源分配；在共享存储中找到相应的数据。
[0029]103:用户通过虚拟机实例的远程桌面访问到自己所请求的资源并对资源进行预处理，将预处理结果存入共享存储中；
[0030]云计算环境根据用户请求分配存储空间、计算资源以及虚拟机实例，使虚拟机实例可以直接访问相应数据、计算资源与分配的存储空间，且该共享存储空间仅可以由该用户访问。用户通过虚拟机实例对请求到的科学数据进行预处理并将预处理结果存入共享存储，或者通过虚拟机实例直接上传用于科学计算的数据到共享存储。如图2所示，用户在云环境中完成对输入数据的预处理并交付给高性能计算资源进行计算。
[0031]104:用户通过虚拟机实例调用高性能计算资源；
[0032]对于科学计算中需要使用高性能计算资源的部分，用户通过虚拟机实例直接访问高性能计算资源并进行计算，计算的中间及最终结果存储到共享存储中。如图3所示，高性能计算资源可以直接访问共享存储来获取数据。
[0033]105:高性能计算结束，用户通过虚拟机实例的远程桌面查看结果，并在虚拟机实例中通过访问共享存储来获取高性能计算的结果，对结果进行后处理；用户可通过虚拟机实例的远程桌面从云环境中取回自己所需要的计算结果；
[0034]如图2所示，云环境将高性能计算的结果数据输出给用户自定义的后处理，以便用户取得自己所期望的数据。
[0035]106:用户通过控制台对高性能计算资源进行个性化配置，以满足自己的计算需求。
[0036]如图3所示，系统可以通过规定用户的权限，即用户权限管理，来约束用户对于资源的调用和配置。
[0037]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种面向高性能科学计算的云计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 用户通过云门户的资源检索接口向云门户提交资源请求； 云门户根据用户请求进行资源检索和分配，在共享存储中找到相应的数据，并生成可直接访问资源的虚拟机实例； 用户通过虚拟机实例的远程桌面访问到所请求的资源并对资源进行预处理，将预处理结果存入共享存储中； 用户通过虚拟机实例调用高性能计算资源； 高性能计算结束，用户通过虚拟机实例的远程桌面查看结果，并在虚拟机实例中通过访问共享存储来获取高性能计算的结果，对结果进行后处理；用户可通过虚拟机实例的远程桌面从云环境中取回所需要的计算结果。
2.根据权利要求1所述的一种面向高性能科学计算的云计算方法，其特征在于，所述用户通过虚拟机实例调用高性能计算资源具体为: 用户通过虚拟机实例直接访问高性能计算资源并进行计算，计算的中间及最终结果存储到共享存储中。
3.根据权利要求1所述的一种面向高性能科学计算的云计算方法，其特征在于，所述方法还包括: 用户通过控制台对高性能计算资源进行个性化配置，以满足计算需求。
【文档编号】G06F9/455GK104317633SQ201410515024
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】于策, 肖健, 孙济洲, 李连盟, 李佳骏 申请人:天津大学