集群系统在气象研究领域的应用

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1、集群系统在气象研究领域的应用　　[摘要]：气象事业是科技型、基础型社会公益事业。改革开放以来，我国气象事业取得了长足发展，在防灾减灾、经济建设、社会发展和国防建设中发挥了重要作用。在如今的气象事业发展中，气象通信发挥着重大的作用，与此同时，服务器的整体性能必须能适应现代化气象这一发展变化。本文将具体谈谈集群系统在气象研究领域的应用。　　[关键词]：集群系统气象研究应用　　一、计算机的鼎力支持　　尽管我国的气象技术起步较晚，但随着几代人的不懈努力在此领域已经逐渐有了越来越多的收获。伴随着我过气象研究领域的不断发展，其中需要的是一个强大的支

2、持者――计算机。与其他领域不同，鉴于气象研究领域中存在着太多的不可预知性，因此，它对于计算机的硬件能力有着极高的要求，只有高性能计算机的强大数据处理能力才能够弥补气象研究领域技术上的缺漏。值得注意的是为气象研究领域提供鼎力支持的并不是大家熟知的PC，而是集群式超级计算机，正是因为有了集群系统的产生及发展演变才能够很大程度给气象研究领域的工作方式带来转变与革新，才能够让研究工作更为高效。　　二、硬件设施提供的广阔平台　　随着集群技术在气象研究领域的应用不断加深，集群系统中的硬件设施也在不断的研发更新中，正是因为硬件设施提供的广阔平台才能够

3、不断提升气象研究领域的工作效率。南京大学全球变化研究中心曾经展开过相应研究课题，为了找出处理性能更强、硬件设施更优的计算机，曾经就多个不同的解决方案进行评估，最后发现基于AMDAthlonMP和AthlonXP处理器的集群计算机性能最为卓越，不仅运行稳定而且整套系统智能程度十分高，能够为特定项目选取最为合适的理想方案。类似的研究很多，硬件设施的发展也很迅速，正是因为市场上硬件设施的不断更新与优化才能够为气象研究领域不断提供更为先进的设备，从而为气象领域提供了更为广阔的研究平台。　　三、集群系统在气象领域的应用　　1.集群系统的组成　　我

4、省原来的传输体系是由两台PCServer和一台盘阵组成的双机热备系统，运行相应的Linux操作系统和HA软件。两套系统各有硬件独立运行，每套系统的处理能力有限，但彼此之间资源不能共享，业务的进一步发展受到限制。随着资料的日益增多，服务器也越来越力不从心，高性能服务器具有处理速度快，I/O吞吐量大，容量性能好，可靠性高，而且还需要良好的可扩展能力。大大提高了传输的稳定、可靠、不间断的服务，也提高了传输效率。　　我省目前使用的集群由4台服务器以及其连接的SAN存储网络和数据网络组成。如图1所示：每台服务器配置运行LVS、FTP和WWW服务，

5、其中两台还添加了MySql和TomCat服务。4台服务器向外提供统一的FTP、WWW、MySql和TomCat服务。以Web应用为例，Web应用服务器集群系统，是由一群同时运行同一个Web服务器集群，形成负载均衡集群。在这样的集群配置中，多台服务器可以执行同样的应用和数据库操作。当一台服务器出现故障时，其他的服务器会在瞬间接管故障服务器上的所有业务，用户不会感到任何的变化，确实的保障了气象资料的时效性和准确性。集群系统中的4台服务器通过一台网络交换机提供服务器之间的以太网互联以及对外连接，通过另一台网络交换机提供服务器之间的集群系统心跳

6、网络互联，每台服务器配置一个以太网接口为专用集群心跳连接，为了保证心跳连接的可靠性，将每台服务器另一个用于数据传输的以太网接口同时作为备份心跳连接端口，当一台机器出现问题时，另一台网络交换机可以独立完成工作。真正的起到了备份的作用。以我省2010年9月交换机故障为例，其中插心跳线的交换机出现故障，在集群管理界面上显示心跳异常，但资料传输未受影响，处理的方法就是将心跳线插到提供以太网及对外连接交换机的相应的口上，然后将交换机取下检查。这样既不会影响资料的正常传输，也不会影响系统。　　2.存储系统的组成　　系统的存储网络由两台光纤交换机、一

7、台磁盘阵列组成，整个存储网络为点到点互联的光纤网络，磁盘阵列双控制器上的4个主机端口分别连接到两台光纤交换机上，每台服务器配置双光纤HBA口，分别连接到两台光纤交换机上，每台服务器上配置多路径软件，从而实现主机到磁盘阵列的多条冗余路径互联。如图2所示。　　四、科研力量发展方向　　随着集群系统的不断发展，高性能的、具备“整合计算”能力的集群系统会越来越多的进入人们的视线。总体而言，集群技术的发展方向在于能够不断推出整合计算能力更强的集群系统，从硬件角度来看，这样的系统要能够很好的实现通讯、存储等基本功能的同时也能够具备良好的跟踪、测试、比

8、较最新硬件设备等能力，从软件角度来看，其发展方向在于集群操作系统要让硬件的这种整合能力得到保障，同时要充分发挥其连接节点机操作系统和用户并行应用的重要“黏合剂”的作用。　　高性能集群系统的应用目前主要集中于