Виртуализация HPC-кластеров с помощью платформы OpenStack

Статья посвящена проблеме интеграции разнородных вычислительных кластеров в единую среду на основе технологий виртуализации. В качестве платформы управления виртуальной средой выбран программный комплекс OpenStack. Данный комплекс обеспечивает широкий набор компонентов и функциональных решений для взаимодействия с различными гипервизорами. В их числе KVM, XEN, ESXi, QEMU и другие системы. В дополнение к программному комплексу OpenStack разработана специализированная оболочка гипервизора, обеспечивающая запуск виртуальных машин из очередей традиционных систем управления заданиями, например, PBS, SLURM, LSF или SGE, используемых на кластерах суперкомпьютерного центра коллективного пользования. Разработанная модель распределения ресурсов для виртуальных машин позволяет использовать знания о заданиях, характеристиках ресурсов и текущем состоянии виртуальной вычислительной среды, а также опыт ее администраторов. Реализованные инструменты обеспечивают возможность «безболезненной» интеграции разнородных вычислительных кластеров, использующих различные системы управления заданиями, в виртуальный кластер с требуемой конфигурацией. Модельные эксперименты показывают, что оболочка гипервизора позволяет повысить коэффициент полезного использования узлов интегрированной среды путем переназначения виртуальных машин в очереди традиционных систем управления заданиями.