Kategorie
#Ludzie: Z historii PIONIERa

Projekt CLUSTERIX

PIONIER News, 01.2022, #008

Krajowy Klaster Linuksowy CLUSTERIX (National CLUSTER of LInuX System) był wspólną inicjatywą dwunastu polskich Jednostek Wiodących: Politechniki Białostockiej, Politechniki Częstochowskiej, Centrum Informatycznego Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej TASK, Politechniki Łódzkiej, Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Akademickiego Centrum Komputerowego CYFRONET AGH, Uniwersytetu Opolskiego, Poznańskiego Centrum Superkomputerowo-Sieciowego, Politechniki Szczecińskiej, Politechniki Warszawskiej, Wrocławskiego Centrum Sieciowo-Superkomputerowego oraz Uniwersytetu Zielonogórskiego, wspieranych wówczas przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji (obecne Ministerstwo Nauki i Edukacji). Był to projekt celowy z udziałem firmy Intel.

Koordynatorem projektu była Politechnika Częstochowska, a jej kierownikiem profesor Roman Wyrzykowski, który w jednym z wywiadów powiedział, że „zadaniem systemu CLUSTERIX było umożliwienie wszechstronnego wykorzystania zasobów w zakresie prowadzenia zaawansowanych obliczeń wielkiej skali w zależności od potrzeb. Położenie geograficzne przestało mieć jakiekolwiek znaczenie, a w pełni operacyjny rozproszony klaster nowej generacji o dynamicznie zmieniającej się wielkości, pozwolił na udostępnienie zasobów, aplikacji i usług powstałych w ramach programu PIONIER innym użytkownikom sieci, rozproszonym w całym kraju, a nawet na świecie”.

Stworzona na potrzeby projektu sieć grid obejmowała ok. 125 serwerów, z których każdy wyposażony był w dwa 64-bitowe procesory oraz 2 GB pamięci RAM, połączone dedykowanymi kanałami wydzielonymi w ramach optycznej sieci nowej generacji PIONIER.

Połączenie mocy obliczeniowej 250 procesorów Intel Itanium 2 w rozproszony klaster oferowało łączną wydajność wynoszącą ok. 4,5 TFLOPs (z uwzględnieniem automatycznej procedury dołączania dodatkowych zasobów obliczeniowych).

 

 

Oprogramowanie CLUSTERIX opierało się na dwóch filarach: systemie zarządzania zasobami GMRS (Grid Resource Management System) – powstałym w projekcie europejskim GridLab oraz systemie uwierzytelniania i kontroli uprawnień użytkowników wirtualnych VUS (Virtual User System) – rozwijanym w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym. VUS umożliwił efektywne zarządzanie użytkownikami bez potrzeby zakładania kont dla poszczególnych osób na wszystkich klastrach, co uprościło i obniżyło koszty wykonywania nawet bardzo dużych zadań obliczeniowych. System zawierał także mechanizmy w znaczący sposób ułatwiające podłączanie kolejnych klastrów oraz automatyzację uwierzytelniania komponentów programowych i użytkowników.

Czynnikiem dodatkowo wyróżniającym CLUSTERIX spośród innych tego typu projektów była całkowita zgodność z protokołem IPv6, a pełne wykorzystanie jego zalet, w szczególności niezawodności
i gwarancji jakości usług oraz większej możliwości sterowania pasmem, usprawnić miało jakość działania całego rozwiązania.

Krajowy Klaster Linuksowy wykorzystywano m.in. do obliczeń związanych z badaniami naukowymi w zakresie: modelowania różnorodnych zjawisk (np. termomechanicznych), złożonych symulacji (np. przepływu krwi, przepływów w aerodynamice – oprogramowanie HADRON i wielkiej skali zagadnień 3D mechaniki płynów), wizualizacji, przewidywania struktur białek czy projektowania układów elektroniki molekularnej oraz nano-technologii (np. XMD – pakiet oprogramowania Open Source do symulacji zagadnień dynamiki molekularnej dla nano-urządzeń oraz nano-systemów) itp.

Doceniając pracę polskiego środowiska naukowego włożoną w realizację projektu CLUSTERIX, ówczesny Minister nauki i informatyzacji prof. Michał Kleiber powiedział: „Pomysł (…) prosty, jednak jego realizacja – bardzo trudna. Naukowcy uczestniczący w projekcie stworzyli oprogramowanie, które jest w stanie tak zarządzać procesem obliczeniowym, aby poszczególne procesory nie powielały nawzajem swojej pracy”. Jego zdaniem, polscy informatycy to specjaliści najwyższej światowej klasy, czego dowodzi powstanie systemu CLUSTERIX, który służyć miał nie tylko badaniom naukowym, ale także stanowić rozwiązanie do zastosowań w sferze administracji publicznej i komercyjnej.

Zastanawiając się nad wyborem nazwy profesor Roman Wyrzykowski (Politechnika Częstochowska) i dr inż. Maciej Stroiński (PCSS), wpadli na bardzo ciekawe skojarzenie z imieniem komiksowego bohatera Asterixa, który miał niezwykłą zdolność zwiększania mocy. Narzędziem, które zwiększało moc Asterixa, był cudowny napój. W przypadku CLUSTERIXa narzędziem zwiększającym jego moc miała być bardzo szybka sieć światłowodowa PIONIER, bez której każdy z osobna węzeł klastra byłby jedynie, nieco lepszym od klasycznego, serwerem obliczeniowym. Tak więc sieć PIONIER stanowiła bazę „nośną” CLUSTERIXa.

Projekt CLUSTERIX, o którym więcej można dowiedzieć się z Mediateki PIONIERa, miał bardzo duże znaczenie dla PIONIERowej społeczności, otwierając przestrzeń dla kolejnych wspólnych projektów, m.in. Federacji Bibliotek Cyfrowych, KMD czy PLATON, dzięki którym sieć PIONIER mogła zaoferować szereg zaawansowanych usług.

Katarzyna Siudzińska