|
«ТюменНИИгипрогаз»: Grid-система на серверах IBM System x
Среди компаний нефтегазовой отрасли немало таких, которые в качестве основы своей ИТ-системы выбрали серверы IBM System x. Популярность серверов стандартной архитектуры объяснима. Во-первых, специализированное ПО обычно предполагает наличие именно стандартной платформы, а во-вторых, масштабирование такой системы не ложится тяжким бременем на бюджет. И как показало сравнение аналогичных продуктов разных производителей, проведенное специалистами компании «ТюменНИИгипрогаз», серверы IBM являются оптимальным выбором для решения типовых задач обработки сейсморазведочного материала.
«Газпром» в Западной Сибири – наука и производство
Компания «ТюменНИИгипрогаз» является научно-исследовательским, проектным и производственным центром, одним из ведущих научных подразделений ОАО «Газпром» в Западной Сибири. Научная деятельность центра имеет прикладной характер, она направлена на обеспечение плановых уровней добычи углеводородного сырья с месторождений, сокращение материально-технических затрат, обеспечение надежности и безопасности производственных процессов.
ООО «ТюменНИИгипрогаз» занимается сбором и интерпретацией данных сейсморазведки, комплексным геолого-геофизическим анализом результатов исследований, имеющих целью обосновать перспективы слабоизученных территорий с точки зрения возможности добычи нефти и газа. Для решения этой задачи специалисты компании создают и поддерживают базы данных геолого-геофизической информации, моделируют месторождения и залежи углеводородов, а также производят подсчет их запасов, выполняют обработку и интерпретацию данных ГИС и т.д.
Подобные исследования и мероприятия являются важнейшей составляющей поисково-разведочных работ на наличие нефти и газа, которые проводят предприятия ОАО «Газпром» на севере Тюменской области.
Помимо исследовательской активности, «ТюменНИИгипрогаз» развивает опытное производство. Компания выпускает установки комплексной подготовки газа и конденсата, газопромысловое оборудование, газораспределительные станции и другие необходимые отрасли агрегаты.
Рост добычи и модернизация инфраструктуры
В последние годы сложность задач поиска, разведки и разработки месторождений нефти и газа существенно повысилась: отрасль столкнулась с необходимостью значительного увеличения объемов площадных 3D-сейсморазведочных работ. Активный рост поддерживается передовыми программно-алгоритмическими средствами обработки, которые и обеспечивают в конечном итоге требуемое повышение информативности результатов сейсмической разведки и достоверности их геологической интерпретации. Одним из таких средств является 3D-глубинная сейсмическая миграция до суммирования (3D PSDM), призванная получить максимально достоверное изображение изучаемой неоднородной геологической среды. В ООО «ТюменНИИгипрогаз» для решения этих задач используются программные комплексы, разработанные признанными лидерами в этой области – компаниями Landmark (софтверное подразделение Halliburton) и Paradigm Geophysical.
Однако наряду с массой преимуществ, которые предлагает ПО для 3D-глубинной сейсмической миграции до суммирования, такие программные средства добавляют забот архитекторам корпоративных ИТ-систем. Это крайне требовательные к аппаратным ресурсам приложения: такие вычислительные задачи, с точки зрения аппаратных ресурсов, сопоставимы по сложности с моделированием ядерных взрывов и расчетом небесных баллистик космических тел.
Для поддержки комфортной работы подобных приложений обычно используются многопроцессорные SMP-машины или кластерные системы. В 2004 году в «ТюменНИИгипрогаз» была построена кластерная система для обработки сейсморазведочных данных на основе 32 двухпроцессорных вычислительных узлов, однако рост объема геологоразведочных работ в Западной Сибири – и соответственно рост нагрузки на вычислительные мощности компании – заставили специалистов «ТюменНИИгипрогаз» задуматься о модернизации системы. Требовался качественно иной уровень технологических возможностей ИТ-системы.
Код успеха: Grid, IBM, System x
В процессе инженерной проработки проблемы специалисты ООО «ТюменНИИгипрогаз» по информационным технологиям рассматривали различные варианты архитектурного построения аппаратной части комплекса по обработке сейсморазведочных данных. Основной задачей было обеспечение гибких возможностей перераспределения и консолидации ресурсов для выполнения сейсмогеологических проектов по очень большим и сверхбольшим объектам. Такой уровень гибкости и производительности сегодня может быть достигнут только путем создания Grid-системы.
В качестве основы для построения Grid-инфраструктуры специалисты «ТюменНИИгипрогаз» рассматривали решения мировых лидеров рынка серверов – компаний Hewlett Packard, IBM и SUN Microsystems. Все решения соответствовали требованиям технического задания, а именно содержали не менее 64-х вычислительных ядер, а также включали быстродействующую дисковую подсистему емкостью не менее 15 ТБ. Сравнение предложенных комплексных вычислительных решений предполагало детальное тестирование систем экспертами «ТюменНИИгипрогаз» совместно со специалистами Центров компетенции поставщиков оборудования. В рамках тестов рассчитывались типовые задачи обработки сейсморазведочного материала – в условиях, максимально приближенных к реальным.
Проведенные тесты показали преимущества предложений IBM для выполнения поставленных «ТюменНИИгипрогаз» задач. В результате была выбрана Grid-система IBM, состоящая из 8 вычислительных узлов IBM System x3950, каждый из которых содержит 4 процессора Intel Xeon Dual-Core 3.0 ГГц с частотой системной шина 667 МГц, 32 ГБ оперативной памяти, 4 жестких диска по 73 ГБ, подключенных по интерфейсу Serial Attached SCSI (SAS). Cерверы функционируют под управлением операционной системы RedHat Enterprise Linux 4 AS.
IBM System x: для нефтегазовой отрасли и не только
Сервер IBM System x3950 предлагает сочетание высокой производительности и надежности по доступной цене. Это идеальная платформа для сред обработки данных с высокими вычислительными нагрузками и консолидации приложений. Конфигурация начального уровня включает в себя четырехпроцессорный сервер, который легко масштабируется до 32 процессоров Intel Xeon MP (до 64 ядер с двухъядерными процессорами Intel Xeon MP), что обеспечивает гибкость наращивания мощностей в режиме «по требованию» – по мере роста потребностей в обработке сейсморазведочных данных. Сервер x3950 поддерживает до 512 ГБ оперативной памяти, имеет внутреннюю подсистему хранения на дисках, подключенную по интерфейсу SAS, предлагает расширенные средства системного управления и поддержку одно- и двухъядерных процессоров.
Модульное масштабирование сервера x3950 осуществляется путем объединения нескольких 4-процессорных компоновочных блоков в единую вычислительную SMP-систему. Сервер x3950 поддерживает 64-х разрядные приложения, которые позволяют адресовать больший объем оперативной памяти, что особенно важно для задач 3D-глубинной сейсмической миграции.
Модульная масштабируемость стала решающим фактором, определившим выбор системы. Так как объемы обрабатываемых материалов в разных проектах различаются в десятки раз, подобная архитектура позволяет гибко перераспределять имеющиеся вычислительные средства и «на ходу» менять конфигурацию системы – создавать один суперпроизводительный узел для масштабного проекта или несколько менее мощных узлов для обработки нескольких менее объемных проектов.
Хранение – на IBM System Storage N5200
Хранение данных в среде «ТюменНИИгипрогаз» поручено дисковой системе IBM System Storage N5200. Это модульное сетевое решение хранения помогает обеспечивать уровень надежности, соответствующий требованиям критически важных бизнес-приложений благодаря средствам высокой готовности и резервированию на системном уровне. При этом N5200 демонстрирует впечатляющую производительность за счет высокой пропускной способности и малого времени отклика при обслуживании баз данных, систем электронной почты и прикладных пакетов.
Другим преимуществом системы N5200 является возможность организации хранения с учетом актуальности данных и требуемой оперативности доступа к ним. Система поддерживает диски, подключенные по интерфейсам Fibre Channel и SATA, что дает возможность выстроить оптимальную схему хранения. Обеспечивается длительное хранение нормативных данных на более медленных носителях, квазионлайновое хранение, поддержка резервного копирования с диска на диск и критически важных ресурсоемких приложений с высокой интенсивностью ввода/вывода, какими являются приложения для обработки сейсморазведочных данных. Единая интегрированная архитектура обеспечивает одновременную поддержку блочного ввода/вывода и передачи файлов через инфраструктуру SAN на основе Ethernet и Fibre Channel.
Система N5200 состоит из двух контроллеров для протокола FCP (с возможностью добавления протоколов CIFS, NFS, iSCSI) и пяти дисковых полок, с 14 дисками Fibre Channel в каждой. В конфигурации, выбранной «ТюменНИИгипрогаз», установлено 70 дисков емкостью 300 ГБ. Всего в N5200 может быть установлено до 168 дисков – развернутая в «ТюменНИИгипрогаз» система имеет двукратный запас масштабируемости без замены контроллера. Но и это не предел: при необходимости можно модернизировать систему до N7800 с поддержкой до 1008 дисков с сохранением инвестиций.
Оправданные ожидания
Проект модернизации ИТ-системы ООО «ТюменНИИгипрогаз» специалисты компании называют безусловно успешным. Кластер был развернут и введен в эксплуатацию в кратчайшие сроки с помощью специалистов IBM и Landmark Graphics. Grid-система на базе оборудования IBM помогла совершить серьезный технологический прорыв в области новейших методов обработки сейморазведочных материалов. Гибкость конфигурирования и широкие возможности масштабирования аппаратных ресурсов позволяет решать сложнейшие ресурсоемкие задачи 3D-глубинной сейсмической миграции до суммирования. Запустив в эксплуатацию такую вычислительную систему ООО «ТюменНИИгипрогаз» прочно занимает лидирующие позиции в области высокопроизводительной сейсмической обработки в Западной и Восточной Сибири.
| 
