
Łączenie sieci lokalnej z platformą Azure za pomocą bramy sieci VPN
Ta architektura referencyjna pokazuje, jak rozszerzyć sieć lokalną na platformę Azure za pomocą prywatnej sieci wirtualnej (VPN) typu lokacja-lokacja.
Ta przeglądarka nie jest już obsługiwana.
Przejdź na przeglądarkę Microsoft Edge, aby korzystać z najnowszych funkcji, aktualizacji zabezpieczeń i pomocy technicznej.
Uwaga
Dostęp do tej strony wymaga autoryzacji. Może spróbować zalogować się lub zmienić katalogi.
Dostęp do tej strony wymaga autoryzacji. Możesz spróbować zmienić katalogi.
Obliczenia o wysokiej wydajności (HPC), nazywane również "dużymi obliczeniami", używają dużej liczby komputerów z procesorem CPU lub procesorem GPU do rozwiązywania złożonych zadań matematycznych.
Wiele branży używa obliczeń HPC do rozwiązywania niektórych ze swoich najtrudniejszych problemów. Obejmują one obciążenia, takie jak:
Jedną z podstawowych różnic między lokalnym systemem HPC a jednym w chmurze jest możliwość dynamicznego dodawania i usuwania zasobów w miarę ich potrzeb. Dynamiczne skalowanie usuwa „wąskie gardło” możliwości obliczeniowych i pozwala klientom dopasować rozmiar infrastruktury odpowiednio do wymagań ich zadań.
Poniższe artykuły zawierają więcej szczegółów dotyczących tej funkcji dynamicznego skalowania.
Gdy chcesz zaimplementować własne rozwiązanie HPC na platformie Azure, pamiętaj o sprawdzeniu następujących kwestii:
Istnieje wiele składników infrastruktury, które są niezbędne do utworzenia systemu HPC. Zasoby obliczeniowe, magazyn i sieć zapewniają podstawowe składniki, bez względu na sposób zarządzania obciążeniami HPC.
Platforma Azure oferuje szeroką gamę rozmiarów zoptymalizowanych pod kątem obciążeń intensywnie korzystających zarówno z procesora CPU, jak i GPU.
Maszyny wirtualne z serii N są wyposażone w procesory GPU NVIDIA zaprojektowane pod kątem aplikacji wymagających dużych obciążeń obliczeniowych lub graficznych, takich jak uczenie sztucznej inteligencji (AI) i wizualizacja.
Duże obciążenia usług Batch i HPC mają wymagania dotyczące magazynu danych i dostępu, które przekraczają możliwości tradycyjnych systemów plików w chmurze. Istnieje wiele rozwiązań, które zarządzają zarówno szybkością, jak i potrzebami pojemności aplikacji HPC na platformie Azure:
Aby uzyskać więcej informacji na temat porównywania rozwiązań Lustre, GlusterFS i BeeGFS na platformie Azure, zapoznaj się z książką elektroniczną Parallel Files Systems na platformie Azure i blogiem Lustre na platformie Azure.
Maszyny wirtualne H16r, H16mr, A8 i A9 mogą łączyć się z siecią zaplecza RDMA o wysokiej przepływności. Ta sieć może zwiększyć wydajność ściśle powiązanych aplikacji równoległych działających w ramach interfejsu Microsoft Message Passing Interface lepiej znanego jako MPI lub Intel MPI.
Tworzenie systemu HPC od podstaw na platformie Azure zapewnia znaczną elastyczność, ale często wymaga bardzo intensywnej konserwacji.
Jeśli masz istniejący lokalny system HPC, który chcesz połączyć się z platformą Azure, istnieje kilka zasobów, które pomogą Ci rozpocząć pracę.
Najpierw przejrzyj artykuł Opcje łączenia sieci lokalnej z platformą Azure w dokumentacji. W tym miejscu możesz znaleźć dodatkowe informacje na temat tych opcji łączności:
Ta architektura referencyjna pokazuje, jak rozszerzyć sieć lokalną na platformę Azure za pomocą prywatnej sieci wirtualnej (VPN) typu lokacja-lokacja.
Zaimplementuj wysoce dostępną i bezpieczną architekturę sieci typu site-to-site, która obejmuje sieć wirtualną platformy Azure i sieć lokalną połączone przy użyciu usługi ExpressRoute z przełączaniem awaryjnym bramy sieci VPN.
Po bezpiecznym nawiązaniu łączności sieciowej można zacząć korzystać z zasobów obliczeniowych chmury na żądanie, wykorzystując możliwości skalowania istniejącego menedżera obciążeń.
W witrynie Azure Marketplace jest dostępnych wiele menedżerów obciążeń.
Azure Batch to usługa platformy do wydajnego uruchamiania aplikacji równoległych i HPC na dużą skalę w chmurze. Usługa Azure Batch umożliwia planowanie pracy wymagającej intensywnych obliczeń do wykonania w zarządzanej puli maszyn wirtualnych oraz automatyczne skalowanie zasobów obliczeniowych w celu spełnienia wymagań związanych z zadaniami.
Deweloperzy lub dostawcy oprogramowania jako usługi mogą używać narzędzi i zestawów SDK usługi Batch do integrowania aplikacji HPC lub obciążeń kontenerów z platformą Azure, przemieszczania danych na platformę Azure i tworzenia potoków wykonywania zadań.
W usłudze Azure Batch wszystkie usługi działają w chmurze, na poniższym obrazie przedstawiono wygląd architektury w usłudze Azure Batch, konfiguracje skalowalności i harmonogramu zadań uruchomione w chmurze, a wyniki i raporty mogą być wysyłane do środowiska lokalnego.
Azure CycleCloud udostępnia najprostsze rozwiązanie do zarządzania obciążeniami HPC przy użyciu dowolnego harmonogramu (takiego jak Slurm, Grid Engine, HPC Pack, HTCondor, LSF, PBS Pro lub Symphony) na platformie Azure
Narzędzie CycleCloud umożliwia:
Na tym przykładzie hybrydowym widać wyraźnie, jak te usługi są dystrybuowane między chmurą a środowiskiem lokalnym. Możliwość przeprowadzania zadań w obu typach obciążeń.
Poniższy przykładowy diagram modelu natywnego w chmurze pokazuje, jak obciążenie w chmurze będzie obsługiwać wszystko, zachowując jednocześnie połączenie ze środowiskiem lokalnym.
Funkcja | Usługa Azure Batch | Azure CycleCloud |
---|---|---|
Planista | API i narzędzia Azure Batch oraz skrypty wiersza poleceń w portalu Azure (natywne dla chmury). | Użyj standardowych harmonogramów HPC, takich jak Slurm, PBS Pro, LSF, Grid Engine i HTCondor, lub rozszerz wtyczki autoskalowania CycleCloud, aby pracować z własnym harmonogramem. |
Zasoby obliczeniowe | Węzły oprogramowania jako usługi — platforma jako usługa | Oprogramowanie Platforma jako usługa – Platforma jako usługa |
Narzędzia do monitorowania | Azure Monitor | Azure Monitor, Grafana |
Dostosowanie | Zwyczajowe pule obrazów, obrazy stron trzecich, dostęp do interfejsu API Batch. | Korzystanie z kompleksowego interfejsu API RESTful w celu dostosowywania i rozszerzania funkcjonalności, wdrażania własnego harmonogramu i obsługi istniejących menedżerów obciążeń |
Integracja | Potoki usługi Synapse, Azure Data Factory, Azure CLI | Wbudowany interfejs wiersza polecenia dla systemów Windows i Linux |
Typ użytkownika | Deweloperzy | Klasyczni administratorzy i użytkownicy HPC |
Typ pracy | Partia, Przepływy pracy | Ściśle powiązane (Message Passing Interface/MPI). |
Obsługa systemu Windows | Tak | Różni się w zależności od wyboru harmonogramu |
Poniżej przedstawiono przykłady menedżerów obciążeń i klastra, którzy mogą być uruchamiani w infrastrukturze platformy Azure. Utwórz samodzielne klastry na maszynach wirtualnych platformy Azure lub rozszerz moc obliczeniową z klastra lokalnego na maszyny wirtualne platformy Azure.
Do zarządzania niektórymi obciążeniami HPC można także używać kontenerów. Usługi, takie jak Azure Kubernetes Service (AKS), ułatwiają wdrażanie zarządzanego klastra Kubernetes na platformie Azure.
Zarządzanie kosztami obliczeniowymi HPC na platformie Azure można realizować na kilka różnych sposobów. Przejrzyj opcje zakupu platformy Azure, aby znaleźć metodę, która sprawdza się najlepiej w Twojej organizacji.
Aby poznać omówienie najlepszych rozwiązań dotyczących zabezpieczeń na platformie Azure, przejrzyj dokumentację zabezpieczeń platformy Azure.
Oprócz konfiguracji sieci dostępnych w sekcji Skalowanie w chmurze można zaimplementować konfigurację piasty/szprychy w celu odizolowania zasobów obliczeniowych:
Centrum to sieć wirtualna (VNet) na platformie Azure, która działa jako główny punkt łączności z Twoją siecią lokalną. Szprychy to VNets, które nawiązują peering z hubem i mogą być używane do izolowania obciążeń.
Ta architektura referencyjna jest oparta na modelu piasta-szprychy, uwzględniając wspólne usługi w piaście, które mogą być wykorzystywane przez wszystkie szprychy.
Uruchom niestandardowe lub komercyjne aplikacje HPC na platformie Azure. Kilka przykładów w tej sekcji jest badanych w testach porównawczych pod kątem wydajnego skalowania przy użyciu dodatkowych maszyn wirtualnych lub rdzeni obliczeniowych. Odwiedź portal Azure Marketplace, aby uzyskać rozwiązania gotowe do wdrożenia.
Uwaga
Skontaktuj się z dostawcą aplikacji komercyjnej w celu uzyskania informacji na temat licencjonowania lub innych ograniczeń związanych z uruchamianiem w chmurze. Nie wszyscy dostawcy oferują licencjonowanie w modelu pay-as-you-go. Dla danego rozwiązania może być konieczne posiadanie serwera licencyjnego w chmurze lub połączenie z lokalnym serwerem licencji.
Uruchamianie maszyn wirtualnych opartych na procesorze GPU na platformie Azure w tym samym regionie co dane wyjściowe HPC w celu uzyskania najmniejszego opóźnienia, dostępu i wizualizacji zdalnej za pośrednictwem usługi Azure Virtual Desktop.
Istnieje wielu klientów, którzy odnotowali wielki sukces dzięki użyciu platformy Azure na potrzeby obciążeń HPC. Kilka z analiz przypadków tych klientów zamieszczono poniżej:
Najnowsze ogłoszenia można znaleźć w następujących zasobach:
Te samouczki zawierają szczegółowe informacje na temat uruchamiania aplikacji w usłudze Microsoft Batch: