超算中心项目运营方案、工艺技术方案
思瀚产业研究院    2025-04-12

一、 项目运营方案

本项目建成后由建设单位自主进行运营，项目运行运营后，劳动定员 81 人，数据中心 IT 设施年工作时间 8760h，满足项目运营需要。主要体现在以下几个方面：

1. 运营人员岗前培训。运营人员上岗前需进行岗位培训，尤其着重培养节能意识、培训节能技术、学习管理制度，保证数据中心运营人员的专业性、高效性，做好数据中心节能运行的人才保障。

2. 运营期能源管理体系的建立及运行。针对数据中心的运营特点，建立起相应的能源管理体系，成立节能管理机构，建立节能制度、设备登记管理制度、设备维护制度、能源计量器具管理制度、能源数据统计分析制度、节能考核制度等，保证其长期、有效进行，并通过有资质的第三方认证。

3. 达产运营。建立数据运营工作机制，形成数据服务生态系统，提升数据分析和应用能力，适应快速迭代的应用开发模式：建立数据安全管理运营服务体系，加强对市大数据中心的重要信息系统实施安全保障；建立大数据管理运营服务体系，为数据存储、整合、共享、交换提供支撑，发挥“云数联动”管理效能。不断提升服务，拓展客源，充分有效地利用数据中心建筑面积及设备，尽快达产运营，避免设备闲置现象，造成物资资源浪费；避免设备运行参数不匹配，出现大马拉小车的现象，造成能源浪费。

二、项目工艺技术方案

1、超算中心 IT 系统工艺方案

本项目总共规划建设 1600 个整机柜服务器，一个整机柜服务器内部配置 36 台服务器，整机柜服务器算力为 2.5P，总算力约 4000P，用于建设云化超算中心。中心算力主要用于工程计算、影视游戏制作、无人驾驶、数字教育、医学应用等领域。

（一）云化超算中心总体架构

构建标准统一的超算中心服务体系，通过统一运营门户，提供算力、算法和人工智能应用于一体的超算服务能力，同时建设多个行业超算平台，全方位满足用户的多角度需求。

（二）云化超算中心组网方案

云化超算中心整体网络架构采用层次化和模块化的设计方式，灵活复制规模组网。在组网设计上分成出口互联网、管理集群、超算集群、共享存储集群和通算集群。

1.出口互联网

出口互联网负责超算中心内部网络访问互联网或其他外部网络（外部专线），并对内网和外网的路由信息进行转换和维护，配置互联网接入路由器、外部专线接入路由器、抗 DDoS 和外网防火墙等安全设施；互联网络对各个集群访问外部网络的流量进行汇聚，然后统一送往出口层，同时负责各个集群之间的流量访问，配置出口汇聚交换机、内网防火墙、IPS、负载均衡和 Web 应用防护等安全设备。

2.管理集群

管理集群包含运营运维和安全管理等组件。管理网络采用汇聚和接入两级架构，分为业务管理和 IPMI 管理。业务管理接入交换机下行带宽按需选择 GE/10GE 链路，IPMI 管理为吉比特电口。

3.超算集群

超算集群主要负责执行用户提交的作业任务，无需连接出口互联网，用户通过登录管理节点访问超算集群。超算集群内部互联采用高速无损网络，需根据不同的网络技术选型和集群规模配置不同的网络架构。通常登录管理节点和共享存储节点也需接入高速无损网络，以实现快速分配超算资源，并实时调取存储数据，进一步缩短作业完成时间。无损网络选用盒式交换机设备。无损网络集群根据服务器规模采用 Spine-Leaf2。

4.共享存储集群

建设统一分布式融合存储服务集群，面向上层应用提供文件服务、对象服务和块存储服务。各算力集群共享同一套存储集群，可有效提升存储资源和数据使用效率。

共享存储集群通过出口互联层连接至外部网络，为外部用户提供数据上传下载服务。存储网络采用大 2 层架构，由存储汇聚交换机和存储接入交换机组成。存储接入交换机成对部署，下行带宽可按需选择 10 GE/25GE/100GE 等链路，为保证任务运行过程中实时调取数据的及时性，存储接入交换机上下行带宽不做收敛。存储汇聚交换机采用数据中心框式交换机，按集群规模选择不同的规格型号，并配置相应的板卡和模块。

5.通算集群

通算集群包含超算集群功能节点和通算节点，采用通用计算服务器，主要提供登录管理、容器应用平台和数据预处理等服务。其组网与存储网络相同，同样采用汇聚和接入两级架构，业务接入交换机链路带宽采用 10GE/25GE。

（三）超算作业流程

超算作业流程具体分为以下几个步骤。

（1）外部用户访问登录节点，提交作业请求。

（2）上传原始数据集至存储集群。

（3）用户登录通用计算服务器。

（4）从存储集群加载原始数据集，并对数据集进行预处理。

（5）将预处理后的数据集保存至存储集群。

（6）提交作业至管理节点调度器，进入队列。

（7）调度器通过高速无损网络分配业务至超算集群。

（8）超算集群通过高速无损网络从存储集群加载数据集并进行计算。

（9）计算结果通过高速无损网络保存至存储系统并通过登录节点回传给用户。

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