虚拟化HPC：直面七大技术挑战

核心提示： 对PB级存储的支持现代的高端商用服务器面临对存储能力的巨大需求，因此计算所研究的服务器必须能够提供PB（Peta Byte，虚拟化HPC：直面七大技术挑战(5)，1015）级存储能力的支持，传统的PB级存储系统可能是基于光纤通道（Fibre-channel）的SAN存储网络，必须结合计算所

对PB级存储的支持

现代的高端商用服务器面临对存储能力的巨大需求，因此计算所研究的服务器必须能够提供PB（Peta Byte，1015）级存储能力的支持。传统的PB级存储系统可能是基于光纤通道（Fibre-channel）的SAN存储网络，也可能是基于 infiniband网络技术的存储系统，例如Oracle RAC。而计算所将把两者的优势结合起来，研究一种基于Infiniband 网络技术的SAN存储系统（IB-SAN Infiniband Based Storage Area Network）。同时，加入磁盘部件的虚拟化技术，这个技术不仅是前面提到的DHVM的基础之一，也是IB-SAN的基础。

对于GPU，内存和磁盘从本质上来说是没有区别的，都是用来提供和存储数据和指令的，差别在于访问速度和由此决定的成本。在PGAS编程模型中，存储空间应该是统一的（包括内存和磁盘，本地和远程），以此为基础构建分布式基于软件（也支持硬件）的RAID以提高存储的可靠性和吞吐率。

支持GB级I/O的刀片服务器

机群架构是目前服务器领域的最重要体系结构。将标准服务器通过网络以松散耦合的方式集中在一起，统一运行、监控管理和维护就是所谓的机群系统。它可以用远低于原来大型机系统的费用来获得高性能的服务，具有很高的性价比。

但是随着机群计算结点数目的日益增加，传统机架式机群系统的不足就日趋明显。第一、受机柜高度和传统1U机箱的限制，计算密度比较疏松； 第二、安装维护工作量大、成本高； 第三、对于大规模机群，功耗日益成为瓶颈； 第四、缺乏智能而有效的管理监控。

针对上述问题，2000年左右，工业界出现了刀片服务器，刀片服务器就是一个卡上的服务器--在一个单独的主板上包含一个完整的计算机系统，包括处理器、内存、网络连接、少量的本地磁盘存储，并提供外部存储访问的途径。每个刀片服务器都有其自己的操作系统，因此管理员可以为不同的应用或终端用户分配单独的刀片服务器，并且刀片服务器的插入或移去不影响其他刀片服务器的运行（热插拔）。如果将多个刀片服务器插入一个共享机箱中，那么该机柜的基础设施，例如电源、冷却设备、网络交换机和硬布线等就能够共用，同时具有冗余特性。所以，计算所将研制高性能的基于Infiniband的刀片服务器作为目标平台，研究新型支持多核CPU的计算刀片、主板、相应的输入/输出模块和管理与交换模块，并设计相应的机械结构，解决散热问题。

虚拟机技术下的入侵防护

计算所研究的虚拟SMP是由物理独立的服务器构成系统，共同为用户服务。它们通常是松散耦合，通过高速互联网络连接起来，因此极易受到网络的攻击。为此，必须结合计算所研究的服务器体系结构特点，研究虚拟全域可扩展分布式入侵检测引擎（Virtual Intrusion Detection System Sensor; VIS），探测能力服务域内基于物理和软件虚拟机之上的内外网攻击行为。