
這篇文章是回答一位用戶的問題,
問:站長,我是一個在讀研究生,正在學習分布式計算、高性能集群計算方面的知識,Laxcus分布式作業系統也是我的學習模板之一,但是我發現,無論是編程開發還是使用操作,Laxcus和Slurm、HTCondor都非常不一樣,請問站長,Laxcus的產品定位是什么,我應該怎么理解Laxcus分布式作業系統?
答:你這個問題很大!以前大家都在問各種技術,現在有人開始探討Laxcus分布式作業系統背后的產品設計和理念了,是不是我們的問答欄目升級了^_^?那我就來試著答一下,
先說產品定位,Laxcus分布式作業系統的目標,就是通過硬體的計算機集群和軟體的分布式技術,把原來高高在上的超級計算機投送到個人用戶手上,打造一臺每個人都會用,每個人都用戶得起的“個人超級計算機”,換句話說,這就是一個“個人超算”,或者說是“桌面起算”,
這么說是有它的理由的,這十年里,隨著云計算產業的掘起,原來大規模、超大規模存盤計算的硬體環境,已經從大型機、高性能服務器、超級計算機,切換到云服務平臺和PC服務器上面,Laxcus分布式作業系統順應了這股潮流,通過新的網路通信技術和軟體技術,把低端硬體設備連接起來,再結合虛擬化技術、冗余容錯等手段,將大規模、超大規模的存盤計算成本,降到白菜價價格,
另外在ICT應用市場,也有幾個明顯的變化:1. 應用業務向云端遷移已經是大勢所趨,2. 用戶對存算一體的需求越來越大,越來越復雜,同時對降本增效的要求越來越高;3.這些業務,越來越需要大量計算機聯機處理,這些原來屬于企業級業務,但是實際上隨著各種“智慧型”業務向個體場景遷移延伸,也為“個人超算”提供了大量市場機會,所以Laxcus分布式作業系統也在借著這股東風,深度嵌入這個新興市場,
現在“個人超算”這個市場環境,有點象上世紀70年代的PC革命,當年的喬布斯,就是看到了個人計算機市場的巨大潛力,通過重新設計的硬體和軟體,把計算機從高不可攀的地位拉下來,讓每個人對計算機用得起、用得上,大家對計算機不再仰望,這樣的市場一旦出現,產業生態也就會隨之跟上建立起來,目前的“個人超算”市場,其實也適用這個道理,
所以說,我們把Laxcus分布式作業系統打造成一臺“個人超算”,是有它的緣由和背景的,Laxcus的目標和PC革命一樣,讓每個人對超級計算機不再“高山仰止”,使每個人面對超級計算機時,都能用得起、用得上,
再來說軟體,
Laxcus分布式作業系統的本質仍然是軟體,只不過它是能夠運行應用軟體的基礎軟體,
在這一點上,Laxcus分布式作業系統和Windows、Linux是一樣的,都是應用軟體的運行平臺,所不一樣的是,在Laxcus是一個多機作業系統,同時管理很多臺計算機,這個平臺上,運行的都是分布式應用軟體,而Windows、Linux是單機作業系統,只能管理一臺計算機,上面的軟體是單機應用軟體,只能在一臺計算機上運行,
由于Laxcus本身的分布式特點和支持能力,在Laxcus上運行的應用軟體,應用軟體的并行處理規模、算力消耗、資料處理效率,要比單機作業系統上的應用軟體大得多,而且隨著計算機節點數量增加,處理能力也是呈指數級放大的,

Laxcus分布式應用軟體,鏈接了終端、邊緣端、云端,多端協同,驅動資料、算力、機器演算法,處理大規模、超大規模存盤計算作業,
這是Laxcus做為多機作業系統,和Windows、Linux這些單機作業系統最大的區別,
咱們再來說說你提到的Slurm、HTCondor,
Slurm本質是一個并行任務調度器,所做作業是調配并行運行的應用軟體,撰寫接受Slurm調度的應用軟體,需要使用它的MPI,這個開發作業其實是比較復雜的,需要非常熟悉Slurm和MPI開發者才能掌握,你做為學習者,感觸肯定比我深,另外在Slurm上運行應用軟體,也需要專業人士來操作,普通人很難做到這一點,
而Laxcus就不一樣了,它做一個分布式作業系統,有自己完整的技術功能體系結構,也包括圖形操作界面、字符操作界面,對開發者來說,編程基礎是DSDK(分布式軟體工具包),使用DSDK的編程難度要比MPI容易很多,很多的基礎功能,比如網路通信、業務流、作業流的調度分配,都是由系統來完成,編程體驗方面,用DSDK開發更接近于編程單機應用軟體,開發者只需要根據DSDK,將應用業務嵌入編程介面,在配置腳本中指定分派作業流程,開發作業就基本完成,大大節省的開發時間提高了開發效率,在使用操作方面,因為有圖形桌面的存在,Laxcus分布式應用軟體也都是圖形化界面,任何用過Windows的用戶都不會陌生,所以使用難度也降低了一個等級,
如果將二者對比,可以這樣說,Slurm提供的并行任務調度器功能,在Laxcus分布式作業系統的Call節點上有相應的實作,而Laxcus包含的很多技術和功能,Slurm是不具備的,HTCondor也是類似的情況,
所以無論從哪個方面來說,Laxcus和Slurm、HTCondor都不是一個維度的產品,
最后咱們從使用角度,來說說Laxcus分布式作業系統,為什么是一臺“個人超算”,
請看下面這兩張圖片,分別是Laxcus分布式作業系統的拓撲結構和Laxcus圖形桌面,在Laxcus拓撲環境里,圖形桌面屬于前端,位于Front節點,而Front節點后面,有一整個計算機集群來支撐它的運行,這個計算機集群規模是彈性變化的,可以從幾臺計算機,到幾十萬、上百萬臺計算機,它能夠輸出的龐大算力,是Windows、Linux這些單機作業系統無法比擬的,這也是Laxcus做為多機作業系統的巨大優勢所在,它能夠瞬間完成很多Windows、Linux無法完成的存盤計算作業,起碼是Windows、Linux短時間不能完成的作業,

Laxcus分布式作業系統拓撲結構

Laxcus分布式作業系統圖形桌面
用戶進入Laxcus計算機集群的流程是這樣:首先需要啟動桌面進行登錄,輸入引數登錄成功后,Laxcus分布式作業系統中的后端的計算機集群,為登錄用戶分配一個虛擬的計算機集群,虛擬計算機集群的本質就是從物理計算機集群環境里,分出一段空間,獨享給登錄者使用,虛擬計算機集群,在用戶登錄時分配,用戶注銷退出后釋放,這個釋放回收的虛擬計算機集群,會進入Laxcus分布式作業系統的運行佇列,留待分配給下一個登錄者使用,從而實作了最大化復用計算機集群資源,讓盡可能多的人接觸使用到超級計算機,同時降低使用成本的目的,做為作業系統,Laxcus分布式作業系統的這個特點,是Windows、Linux不具備的,
下面再演示一下Laxcus分布式應用軟體是如何運行的,因為圖形界面把一些功能隱去了,為了更好理解,咱們通過字符界面和命令列,再結合Laxcus拓撲結構圖,來解釋分布式應用軟體運行程序,
首先我們需要在字符界面的分布式終端上啟動應用軟體,命令是“RUN DAPP”,在命令后面,是一個分布式應用軟體的組件名稱,本次顯示分布式排序,輸入“BENCHMARK.SORT”這個名稱,
然后是輸入引數,包括生成資料的節點數量,排序資料的節點數量,排序資料容量、升序/降序的選擇,是不是使用GPU參與排序,這些引數輸入完成后,圖形桌面通過系統底層的DSDK介面和網路,以RPC方式投遞給Laxcus集群的Call節點,Call節點將為它分配資源,整個程序類似Slurm上的處理,只不過這些作業對用戶完全透明,
這個分布式處理作業的具體執行是:Data節點的From階段產生排序資料,經過重組后,分配到Work節點的To階段執行,Work節點在Laxcus分布式作業系統里,是專門用來執行計算作業的節點,而Data節點則是用來存盤資料的節點,它們的分布式排序作業,由Call節點進行協調,Work節點的To階段作業支持迭代處理,直到最后把排序計算作業處理完畢,再由Call節點把結果反饋到Front節點的圖形桌面,顯示在螢屏上面,一個分布式計算作業正式完成,

一個Laxcus簡單的分布式應用軟體,涉及分布式調度、分布式存盤、分布式計算等分布式領域所有基礎作業
Laxcus分布式作業系統整個的計算作業,因為基礎硬體成本、計算機集群資源復用、運維成本、軟體開發成本、用戶學習成本,結合起來的綜合成本,相比專業的超級計算機、HPC、Slurm、HTCondor等硬軟體的組合,它的成本更低,而用戶的操作體驗,也比它們更容易更簡單,更方便普通用戶的操作使用,
以上就是對Laxcus分布式作業系統的產品、設計、技術、功能等問題的解答,不知道是不是滿意?
其實還有一點隱情,目前我們國家在ICT領域被處處卡脖子,從CPU、FP加速卡,到光刻機、晶圓、EDA軟體無一例處,如果我們從基礎軟體領域發力,通過組合低性能硬體設備,獲得高擴展能力,解決基礎算力問題,那么最終目標的各種高性能計算問題,大規模、超大規模存盤計算作業也就迎刃而解了,這也是Laxcus分布式作業系統堅持持續研發的另一個主要動力,而且我們也已經做到了,得到了市場的充分驗證,
Laxcus是一個開源、容錯、高擴展、多人共享、多機協同分布運行的作業系統,支持百萬級節點規模的計算機集群、億級用戶在線,通過分布式應用軟體,處理大規模、超大規模的存盤和計算作業,
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標籤:Linux
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