中国海洋大学基于Docker的高性能计算平台
2019-07-19
中国海洋大学始创于1924年，是一所海洋和水产学科特色显著、学科门类齐全的教育部直属重点综合性大学，是国家“985工程”和“211工程”重点建设的高校，2017年9月入选国家“世界一流大学建设高校”（A类）。
作为校内跨院组合机构和海洋生物学国家重点学科、生物学一级学科博士点的构成之一，海洋生物多样性与进化研究所(下面简称IEMB)于2010年2月成立，所内各团队主要聚焦于海洋重要模式生物、重要功能类群的多样性、发育与进化等基础理论领域,并在海洋纤毛虫学、模式动物的发育与进化、海洋微生物多样性与系统学等领域取得了国内外公认的成就。
基于中国海洋大学“十三五”大水产数据平台的规划和现有研究工作的不断深化和展开。IEMB关于基因研究的项目, 出现了爆炸性增长，老师和学生面对的海量生物学数据，与基因相关的生物学数据增长幅度越来越大，数据翻番的时间不断加快。数据积累已远远超出了实验室的分析能力，而传统的计算方法也遇到了挑战。要解决这样的问题就必须使用新的技术、工具发展新的分析理论、方法，这就需依靠高性能计算机集群来完成信息处理工作。基于此，IEMB准备构建大型生物信息高性能计算中心来解决数据处理、交换和存储等科研瓶颈。
北京景行锐创软件有限公司（以下简称景行锐创）针对IEMB的迫切需求现状，和主管该项目的老师以及IEMB的各个科研团队教授和师生经过多次技术交流和项目沟通，最终根据用户的需求和项目建议，实现了一个基于容器引擎Docker技术为支撑的用于支持研究所日常教学、实验和科研的高性能计算平台，该平台依托于景行锐创相关软件实现，为IEMB的师生提供各种稳定的、轻量级、高度可定制的系统应用服务，从而帮助IEMB实现快速高效的计算分析和数据处理等科研任务，获得了IEMB的一致好评。
作为校内跨院组合机构和海洋生物学国家重点学科、生物学一级学科博士点的构成之一，海洋生物多样性与进化研究所(下面简称IEMB)于2010年2月成立，所内各团队主要聚焦于海洋重要模式生物、重要功能类群的多样性、发育与进化等基础理论领域,并在海洋纤毛虫学、模式动物的发育与进化、海洋微生物多样性与系统学等领域取得了国内外公认的成就。
基于中国海洋大学“十三五”大水产数据平台的规划和现有研究工作的不断深化和展开。IEMB关于基因研究的项目, 出现了爆炸性增长，老师和学生面对的海量生物学数据，与基因相关的生物学数据增长幅度越来越大，数据翻番的时间不断加快。数据积累已远远超出了实验室的分析能力，而传统的计算方法也遇到了挑战。要解决这样的问题就必须使用新的技术、工具发展新的分析理论、方法，这就需依靠高性能计算机集群来完成信息处理工作。基于此，IEMB准备构建大型生物信息高性能计算中心来解决数据处理、交换和存储等科研瓶颈。
北京景行锐创软件有限公司（以下简称景行锐创）针对IEMB的迫切需求现状，和主管该项目的老师以及IEMB的各个科研团队教授和师生经过多次技术交流和项目沟通，最终根据用户的需求和项目建议，实现了一个基于容器引擎Docker技术为支撑的用于支持研究所日常教学、实验和科研的高性能计算平台，该平台依托于景行锐创相关软件实现，为IEMB的师生提供各种稳定的、轻量级、高度可定制的系统应用服务，从而帮助IEMB实现快速高效的计算分析和数据处理等科研任务，获得了IEMB的一致好评。
本次项目采用私有容器仓库+容器管理的方式，实现容器分发与调用，容器通过调度系统按需调用硬件资源启动，实现弹性计算。并提供业界最佳的使用体验，针对海洋大学需求定制“一站式”登录门户，支持“Web Desktop”。
针对IEMB海洋所大量分析应用个性化需求，我们还在现有服务基础上进行了相关的能力创新：
1. 深入理解应用场景
· 提供作业打开图形终端访问能力，解决了传统高性能计算无法解决图形化的问题。
· 实现SmrtLink多用户身份统一登录，和景行资源调度平台深度融合，极大地提高了分析任务的时效性，帮忙用户实现了多路服务器多核同时高效运行的场景，满足了IEMB对于大内存服务器的建设要求和建设初衷。
2. 便捷用户管理，优化Web访问终端的登录与控制；
优化使用体验，提供多种自定义和通用容器模板提交作业，在满足通用化的同时，也兼顾了个性化需求。
1. 深入理解应用场景
· 提供作业打开图形终端访问能力，解决了传统高性能计算无法解决图形化的问题。
· 实现SmrtLink多用户身份统一登录，和景行资源调度平台深度融合，极大地提高了分析任务的时效性，帮忙用户实现了多路服务器多核同时高效运行的场景，满足了IEMB对于大内存服务器的建设要求和建设初衷。
2. 便捷用户管理，优化Web访问终端的登录与控制；
优化使用体验，提供多种自定义和通用容器模板提交作业，在满足通用化的同时，也兼顾了个性化需求。
通过半个月的项目成功实施，该平台在完成项目建设目标情况下，也保证了用户能获得以下具体收益：
1. 轻松扩展和迁移
实现容器集中管理与维护，有效提高集群容器的运维管理效率。
2. 快速响应业务变化
用户将使用的软件和工具容器封装后，可一次性完成计算处理过程，灵活水平扩展，应对业务量的骤然变化。秒级部署速度，保障产品用户体验流畅。
3. 服务运维省时省心
由于基因分析软件具有参数灵活处理方式多变等特点，web终端访问为用户提供与作业远程交互的功能。通过任务计划实现集群本地容器镜像动态管理，根据策略定期清除本地镜像。提供可视化操作日志，保证用户及时跟踪发布状态。提供丰富的API接口，满足用户多种发布需求。多种维度监控，助力分析服务健康。
4. 提升应用交付效率
所有应用提交的作业均采用统一的队列提交，使用二级脚本过渡提交流程，实现提交脚本通用化。支持服务发现，避免服务重启迁移 IP 变更带来影响；支持微服务化，降低代码维护及重构复杂度，适应快速变化的业务需求。
5. 服务运转安全稳定
采用分布式架构，保证服务高可用、能快速迁移。使用分布式存储，保证用户数据安全。
最后，北京景行锐创软件有限公司永远相信“好的系统不是一蹴而就的系统”，秉承“让用户成功就是自己成功”的产品理念，将一如既往的通过最佳的服务和产品来帮忙我们用户获得最好使用体验。
1. 轻松扩展和迁移
实现容器集中管理与维护，有效提高集群容器的运维管理效率。
2. 快速响应业务变化
用户将使用的软件和工具容器封装后，可一次性完成计算处理过程，灵活水平扩展，应对业务量的骤然变化。秒级部署速度，保障产品用户体验流畅。
3. 服务运维省时省心
由于基因分析软件具有参数灵活处理方式多变等特点，web终端访问为用户提供与作业远程交互的功能。通过任务计划实现集群本地容器镜像动态管理，根据策略定期清除本地镜像。提供可视化操作日志，保证用户及时跟踪发布状态。提供丰富的API接口，满足用户多种发布需求。多种维度监控，助力分析服务健康。
4. 提升应用交付效率
所有应用提交的作业均采用统一的队列提交，使用二级脚本过渡提交流程，实现提交脚本通用化。支持服务发现，避免服务重启迁移 IP 变更带来影响；支持微服务化，降低代码维护及重构复杂度，适应快速变化的业务需求。
5. 服务运转安全稳定
采用分布式架构，保证服务高可用、能快速迁移。使用分布式存储，保证用户数据安全。
最后，北京景行锐创软件有限公司永远相信“好的系统不是一蹴而就的系统”，秉承“让用户成功就是自己成功”的产品理念，将一如既往的通过最佳的服务和产品来帮忙我们用户获得最好使用体验。
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