HPCStack:一种基于KVM虚拟化和OpenStack的高性能计算云平台

摘要

云计算与虚拟化技术能够给高性能计算用户和服务提供商带来诸多好处,能够有助于解决安全隔离性等难题.认为高性能计算云服务将是未来的发展趋势.然而,虚拟化性能损失和资源管理复杂性等问题给高性能计算应用向云计算迁移提出了巨大挑战.提出了一个基于KVM虚拟化和OpenStack的高性能计算云平台——HPCStack.通过对KVM进行性能优化,降低虚拟化性能开销,提高性能隔离能力.基于计算资源池实现物理资源的整合、抽象与调度,通过两级调度满足保证服务质量和提高资源利用率的双重目标.此外,针对平台中数据存储的特点,提出了异构的存储方案以满足容量和I/O效率需求.对HPCStack中的独占式虚拟机进行了网络基准性能和应用性能测试.测试结果表明,经过优化后的虚拟机能够达到与物理机相近的性能.特别地,单台24个vCPU、110GB内存的虚拟机的Linpack效率能够达到73.66％,仅比相同配置的物理机低3.17％,ABAQUS应用的性能仅比物理机低3％,FLUENT应用的性能仅比物理机低1％.