北京市环境保护监测中心空气质量决策支持系统
工程关键词：空气质量,环境监测
工程名称：空气质量决策支持系统
工程所属单位：北京市环保检测中心
技术提供:曙光信息产业有限公司
工程介绍
作为北京奥运会的三大理念之一，“绿色奥运”已经成为了北京市民甚至所有华人都耳熟能详的一个词语。为此，北京市环保检测中心利用世行资金，委托美国PA咨询公司和RTI研究所，开发北京市空气质量决策支持系统。这套系统，需要一套完整的应用于科学计算的并行计算机群服务器作为坚实的保障，因此，曙光TC4000机群成为了北京市环境保护监测中心的首选。
用户需求
北京市环境监测部门作为北京市环境保护系统的技术部门，是环境管理工作的重要基础，也是2008年北京奥运能否实现“绿色奥运”的基础部门。北京市环境保护检测中心开发的这套空气质量决策支持系统，主要运行的是MM5气象模型和Model-3(CMAQ)空气污染扩散模型。曙光公司全面分析了用户的实际需求，本着从实际应用出发的原则，在系统管理的有序性、高效性、避免混乱的基础上构架出了面向高性能计算的曙光TC4000机群系统方案，并提出了“管理节点和计算节点分开”的设计思路。
分设管理节点和计算节点能够充分利用计算节点的计算能力，将管理任务分配给管理节点，大大提高计算节点的运算能力。而这一点恰恰符合了用户对机群服务器的要求：具备大规模科学计算能力，能够在规定时间内完成中大规模的并行计算，同时具备良好的信息服务能力。
杰出的计算能力是满足用户需求的根本，性价比、安全性、可扩展性都是用户选择产品所要考虑的因素。针对北京市环境保护监测中心的需求，曙光TC4000机群解决方案既能够节省用户的投资，又能够保证产品的先进性、可用性和高性价比。同时，系统支持动态扩展，在系统性能需要提升时，可以很方便地进行扩展。
TC4000机群系统通过四套网络(MYRINET计算网，千兆管理网，SKVM网。IIC监控网)将管理节点、计算节点以及控制设备和监控设备连接起来，组成了一个充满活力的机群系统。其中，千兆管理网提供了绝大多数的管理功能及以外部连接，用户可以通过千兆网络连接到管理节点从而使用整个机群系统，同时，千兆管理网还能确保在MYRINET网出现故障时继续提供不间断的计算服务。此外，管理监控网络采用基于硬件采集的监控系统，不占用系统资源，做到主板级的监控。加之曙光独有的SKVM网络使得管理节点，用户可以在几百米以外对系统进行管理。
北京市环境保护检测中心需要一个并行计算集群来运行北京市空气质量决策支持系统，空气质量决策支持系统内主要运行MM5气象模型和Model-3（CMAQ）空气污染扩散模型。曙光公司全面分析了用户的实际需求，根据实际的用户需求，曙光公司制定出如下的方案设计原则：
·实际原则，从实际应用出发，遵照实际情况确定方案的选择与实施。
·先进原则，利用先进的计算机技术来建设一套完整的应用于科学计算的集群系统。
·经济原则，系统采用广泛应用且具有良好性能价格比的产品，既考虑节省投资，又 保证产品的先进性和可用性。
·安全原则，系统应该受到严格的安全监控，保证系统的正常运行。
·扩展原则，系统支持动态扩展，在系统性能需要提升时，可以很方便地进行扩展。易管理原则，64个节点的机群服务器的管理必须非常简便，可以保证系统管理的有序性，高效性，避免管理上的混乱。
依据以上设计原则，曙光公司设计出面向高性能计算的曙光TC4000集群系统方案。该集群系统由1个管理节点、4个计算节点、一套MYRINET网络、一套千兆以太网络、机柜系统、电源系统、SKVM系统、硬件监控系统以及其他附件组成。该集群系统通过四套网络（MYRINET计算网，千兆管理网，SKVM网。IIC监控网）将管理节点、计算节点以及控制设备和监控设备连接起来，组成了一个充满活力的集群系统，这个集群系统具备以下几个特点：
·管理节点和计算节点分开：能够充分利用计算节点的计算能力，将管理任务分配给管理节点大大地提高了计算节点的运算能力。
·千兆管理网络：千兆以太网的作用是在MYRINET网出现故障的时候仍然能够提供不间断的计算服务，并且千兆以太网还提供了绝大多数的管理功能
·SKVM网络：使得管理节点就像管理本地计算机一样轻松，并且这样的事情可以在几百米以外完成。
·管理监控网络：采用基于硬件采集的监控系统，不占用系统资源，做到主板级的监控。
·提供千兆外部连接，用户可以通过千兆网络连接到管理节点从而使用整个集群系统。
子系统整体结构图：
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