动态资源管理在CAD系统的应用

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一、问题的提出 随着......



一、问题的提出
随着设计手段的不断提高，CAD软件已成为设计、分析、仿真的强有力工具。从陌生到熟练地应用，从排斥到喜欢甚至离不开它，因为它的加

入，我们的设计变得更快、更好、更及时。然而，在MDA系统中，随着使用部门和使用人数的增加，CAD软件也面临着另外一个问题：软件资源

和系统资源问题。具体表现是：
CAD有设计、分析、仿真、工业设计多个软件，这些软件分散管理，没有集中监控，机器多和软件多，造成管理工作量极大。
用户完成软件后往往不主动退出应用程序，造成license（许可证）被无效占用，降低了license的使用效率。
在部门内部，无法实现计算机资源共享，网络中有的机器繁忙，有的机器却空闲，无法自动将繁忙机器上的作业分流到空闲的机器上。
对管理层而言，无法从总体上把握机器的使用状况，不利于制定精确的采购计划，以最少的开支满足用户最大的需求。
对系统管理员而言，系统的使用基本上处于黑箱状态，无法确切知道系统是如何被使用的。
使用的过程中，我们采用了多种办法来缓和这些矛盾，如编程来限制用户的使用软件license(许可证)个数；增加软件的许可证数量；人为地

让性能好的机器承担更多的任务；还有人工的协调，但这一切只能缓和却不能解决矛盾。
如何让最少的资源发挥最大的作用，这是我们需要解决的问题，这样不仅能够节约成本，也能提高效率。为此，我们使用了动态资源管理系统

。
二、动态资源管理的分析
动态资源管理，就是监控分布式计算环境，并根据现存的资源动态地重新配置系统和负载。确保客户的计算机系统得以安全、有效、高效率、

低消耗运行。
动态资源管理按功能分为以下几个部分：
● 统一管理软、硬件及用户
在硬件级，我们的MDA硬件资源存在平台多样化，包括IRIX、HPUX、Windows等，性能差异也较大，有最新款的双CPU 1G内存的主机，也有使用

七八年的老机型，任务就是您使用的那台机器提供执行，常常会出现性能好的机器还没有性能弱的机器任务繁重，造成资源的浪费和工作效率

的降低。
动态资源管理软件LSF Base&Batch能把我们的MDA服务器纳入统一管理，由Master Server服务器根据负载调配作业，使用户的应用程序尽量均

匀地运行在机群中，并总在满足资源要求负载最轻的机器上执行，提高机器的利用率，又从总体上缩短了作业完成时间。同时，我们可通过任

何运行LSF的机器监控所有服务器的系统负载（如：内存、CPU利用率、许可证的当前使用情况等）、用户运行应用程序情况，并管理整个机群

。
在软件级， LSF Base&Batch将把所有应用程序按队列管理，不同的应用程序对应不同的队列，并按队列配置不同的管理策略，还可以按照应

用程序的许可证的可用数量来调度用户的应用程序。我所的MDA系统中有设计、仿真、分析、数据清理、备份等，可以根据任务的不同，轻重

缓急分成不同的队列执行，比如说大计算量的ansys分析、MDA数据清理工作就可以安排在night队列执行,而I-deas三维设计则安排在优先级最

高的I-deas队列。这样既保证了应用程序之间的独立，也有利于所有应用程序的集中统一管理。
在用户级，LSF Base&Batch可按项目、部门将所有用户进行分组，从而针对不同项目或部门实行不同的管理策略。我们可以在LSF内部定义用

户和组，也可以引用外部用户和组，分配给不同的组别不同的权限。比如，一般的用户只赋予他提交任务的权限，但是只有项目主管和系统管

理员才有权限删除任务或者是改变任务的优先级。
● 实现统计、分析和模拟计费和成本核算
利用动态管理软件LSF Analyzer可以提供如下统计、分析报表：
详细的机器使用情况，如CPU，内存的利用率曲线
用户对机器的使用情况，如用户使用CPU，许可证时间
许可证的使用情况，如许可证的利用率
用户提交的所有作业的情况，如作业名、作业数等使计算资源的使用
通过对我所的MDA系统的观测，可以从产生的数据中获得，我所的MDA设计工作的瓶颈不是在硬件资源上，而是在软件的许可证不能很好的满足

用户的需求。 所以我们会用到下面的Llicense管理。
●License管理
LSF可以对软件license进行完全量化管理
LSF将软件license作为一种资源纳入到完备的资源管理机制中。license的使用也就是资源的使用，用户可以通过LSF提供的各种命令和机制对

license的使用进行监控。我所的MDA软件license使用一直都是一个矛盾，一味的增加Licesen数量并不能解决问题。通过对license的量化管

理，我们可以把license计费，统计设计人员使用的license情况和工作效率，达到软件更有效的使用。
对用户进行分组控制
LSF可以将使用软件的所有用户分成若干组，对应于实际工作中的各个工作/项目组，每组具有不同的优先级。每一组拥有的license 种类、数

量、运行时间窗口都可以由LSF来定义和管理。
LSF可以根据用户优先级优化软件license的使用
用软件的不同用户/项目组具有不同的优先级。当软件的license数量足够多时，用户都可以正常使用。当软件license不足时，高优先级的用

户作业将强行抢占低优先级的作业，保证紧要作业的及时完成。
三、动态资源管理系统的构造
我们使用动态资源管理系统来监控分布式计算资源管理，并使其自动操作的资源管理。它将现有的人工任务转变为自动进程。在使用模式和资

源可获得性的基础上，通过重新自动设置负载，确保软件和服务始终保持运转状态。
首先我们需要确立我们实现的管理目标
1、计算机硬件资源使用的统计、管理和分析
2、CAD应用软件使用的统计和分析
3、用户使用情况的统计与分析
在硬件上，我们建立MDA域，将所有需要管理的计算机加入该域，统一管理和调配；在软件上，我们把所有的CAD应用软件信息收集到服务器上

，集中管理所有软件的使用情况；用license收费统计来记录用户的使用情况。
在软件上，我们完成一个MDA作业，必须通过下列的流程：1、作业提交：我们可以选择提交的队列和主机，也可以让系统采用默认的设置；2

、作业的调度与分配，可根据用户的优先级，采用不同的策略，如先来先服务或是分时服务；3、作业的主机选择，按任务的优先级，选择满