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High-Performance-Computing-Labor
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HPC-Systeme, High Performance
Computing, sind IT-Infrastrukturen für umfangreiche
Anwendungen, deren Komplexität nur durch Bündelung (Parallelisierung)
von Hochleistungsrechnern beherrscht werden kann. High Performance Computing,
also Hochleistungsrechnen, findet u.a. Einsatz in der
Strömungsmechanik, Teilchenphysik, Genetik, Meteorologie und 
Quantenchemie. Probleme aus
nicht-technischen Bereichen, wie beispielsweise Logistik,
Finanzwirtschaft oder Sportwissenschaft, basieren ebenfalls auf
komplexen Modellen und entsprechend sind umfangreiche Berechnungen und
Simulationen notwendig. Mit der Installation des
Hochleistungsrechensystems am Institut für Wirtschaftsinformatik
wurde der Grundstein gelegt, um Forschung auf diesem Gebiet mit
wirtschaftlichem Hintergrund zu betreiben.
Im Mittelpunkt stehen
Fragestellungen hinsichtlich kosteneffiziente, serviceorientierte
Software- und Hardwarestrukturen, 
Kommunikationsmiddleware
(Grid-Computing) sowie große
Datenverwaltungssysteme. Um Erfahrungen mit dem
Aufbau und Betrieb eines Hochleistungsrechensystems zu gewinnen, wurde
neben dem Rechnencluster-System ein experimentelles HPC-Labor
eingerichtet.
Bei der
Implementierung der Systeme wurden
bewusst handelsübliche Standardsoftware und -komponenten
verwendet und der Einbau teurer Spezialhardware vermieden. Insgesamt
besteht der experimentelle Cluster aus 65 Servern, davon sind 50
Rechenknoten und 15 Infrastrukturserver. Eine solche Konfiguration
ermöglicht einen großen Spielraum zur Forschung und Lehre. Das
Clustersystem soll zukünftig auch als Teil eines weltweit
zusammengeschalteten Rechnersystems (Grid Computing) zum Einsatz
kommen.
Forschungsschwerpunkte:
-
Entwicklung grid– und clusterbasierender Geschäftsmodelle aus Sicht der Wirtschaftsinformatik und Logistik.
-
Entwicklung und Evaluieren von Grid- und Service-orientierter Anwendungsarchitekturen
-
Dynamische und statische partial-spezialisierte Algorithmen der generativen Programmierung
-
Entwicklung von Vorgehensmodellen zur Einführung und Etablierung von Grid-Anwendungen in Industrie und Forschung
-
Usability von Grid-Anwendungen: User Interfaces Grid Computing
Aktuelle Diplomarbeiten und Hauptseminare ...
Problemlösungsfelder:
-
Service Orientierte Architekturen (SOA) und Infrastrukturen (SOI)
- Cloud Computing
-
Grid Computing
-
Parallele Softwarearchitekturen und Algorithmen
-
Virtualisierung
-
Performance-Analyse
-
Visualisierung
- mobile Anwendungssysteme
Konfiguration und Infrastruktur
Hohes kommunikations- und informationstechnologisches Niveau sichert das wissenschaftliche Arbeiten des LSB-Teams. Der Ausbau und die Weiterentwicklung rechnergestützte IT-Dienste entfalten sich als ein maßgebliches Instrument zur Verwirklichung erfolgreicher Projekte in Forschung und Lehre.
Zentrale Zielsetzung des HPC-Labors ist die Schaffung einer
flexiblen und zuverlässigen IT-Infrastruktur,
um das breite Spektrum der Anwendungen in der
Logistik effizient nutzbar zu machen und die erheblichen Anforderungen,
die an Nutzung gestellt werden,
effektiv zu bewältigen. Neben der Sicherstellung
ausreichender Kapazitäten muss
darüberhinaus ein hohe Qualität, zentrale Administration und
Sicherheit der Dienste gewährleistet werden.
Dafür wurden umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen, wie den obligatorischen Einsatz von Anti-Viren-Software, einer leistungsstarken USV und einer Firewall-Lösung, die den gesamten ein- und ausgehenden Datenstrom filtert und gegebenenfalls Gegenmassnahmen einleitet. Für eine optimale Klimatisierung (u.a. Luftfeuchtigkeit und Wärmeregulierung) sorgt eine redundant ausgelegte Klimaanlage. Loadbalancing- und Failover-Lösungen sind eine essentielle Eigenschaft für lastintensive und projektkritische Projekte und Anwendungen. Durch den Einsatz von Hardware-Loadbalancern für die Terminalserver, Internetportale und Dokumentserver des LSB-Projektes wird die Verfügbarkeit bei hohen Besucherzahlen und vielen Zugriffen gewährleistet. Das Design und Konzeption der Infrastruktur wurde dementsprechend für Hochverfügbarkeit angepasst.
Jeder Mitarbeiter erhält einen zentralen Nutzer-Account,
der ihm sowohl einen persönlichen E-Mail-
Zugang auf dem zentralen Exchange-Server als auch den Zugang
zum Dienstportal ermöglicht.
Auch für Video- oder Datenkonferenzen wird die
moderne Kommunikationstechnologie genutzt, um
mit entfernten Forschungspartnern virtuell zu
kommunizieren.
Das Institut für Wirtschaftsinformatik
betreibt einen Compute Cluster
Server mit hoher Rechen- und Speicherleistung, der von den
Mitarbeitern und Studenten in einem Labor genutzt wird. Virtualisierungstechniken
und moderne Speichersysteme vereinfachen Hochverfügbarkeit und
Flexibilität bei der Entwicklungen und Nutzung von Anwendungssystemen.
Mitarbeitern des LSB-Teams dient zur Sicherung und Archivierung von
Daten mobiler Geräte und lokaler PC oder Server der
zentrale Backup- und
Archivdienst. Um flexibel arbeiten zu können, wurden
die Mitarbeiter sowohl mit Notebooks als auch mit vielfältigen mobilen
Endgeräten ausgestattet. Zugang zum Netz erhält der Nutzer
über LAN oder WLAN und von außerhalb über VPN. Das WLAN ermöglicht den
Mitarbeitern, sehr flexibel auf eigene netzbasierte Ressourcen, die
Online-Dienste des LSB-Projektes und auf das Internet
zuzugreifen.
Um IT-Services zentral und effizient dem Forscherteam und den
Kooperationspartnern bereitzustellen, werden Technologien, wie
beispielsweise Terminalservices, für ein Server-Based-Computing
(SBC) eingesetzt.
Anwendungen
Viele wichtige Applikationen aus Forschung und Entwicklung
unterstützen Windows CCS 2003/ HPC Pack 2008. Dazu gehören Anwendungen
von der rechnergestützten Entwicklung (Computer
Aided Engineering) bis Lösungen zur Entwicklung von
Business-Anwendungen. Ausgewählte Software-Systeme werden am Institut
getestet.
Beispiele sind:
- Microsoft Excel
Services/ Sharepoint 2007
-
Visual Numerics IMSL C# Nummerikbibliothek/ PV-Wave Visualisierung
-
LS-DYNA® der Fa. LSTC,
-
STAR-CD der Fa. CD-adapco,
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Radioss der Fa. Mecalog,
-
ABAQUS der Fa. ABAQUS, Inc.,
-
ANSYS 11,
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MD NASTRAN der Fa. MSC Software,
-
I iNquiry der Fa. The BioTeam,
-
LSF der Fa. Platform Computing
-
ESI PAM-CRASH von der ESI Group,
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MATLAB und die Distributing Computing Tools der Fa. The MathWorks.
-
InControl - Simulation Solutions: ENTERPRISE DYNAMICS Transport
Benchmark
- Linpack mit der Intel Math Kernel Library 10
- Ansys Fluent Benchmark
- Mercury LoadRunner
- Borland Silkperformer
Ansprechpartner
Interessenten steht Herr Prof. Dr.-Ing. Bogdan
Franczyk als Ansprechpartner zur
Verfügung.
Tel.:
+49 (0) 341 / 97 - 33 711
Fax: +49 (0) 341 / 97 - 33 729
E-Mail: franczyk@wifa.uni-leipzig.de
