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palais des
congrès
Paris




7, 8 et 9
février 2012
Faire du débordement de
charge d'un cluster Windows
HPC Server avec Windows
Azure (CLO210)
Mardi 7 Février
Thomas VARLET
Consultant HPC et Cloud Computing Azure
Microsoft France
Agenda


     Windows HPC    Windows
     Server 2008    Azure HPC
     R2             Scheduler


     Scénarios de   Q&A
     débordement
Windows HPC Server 2008 R2
Windows HPC Server 2008 R2
    Troisième génération de la solution HPC par Microsoft


    Bibliothèques de                   Ordonnanceur                   Administration
      distribution




 Outils pour utiliser toutes ces   Gérer les ressources de calcul Deployer/Administrer/surveill
 ressources de calcul              du cluster pour les utilisateurs er les machines du cluster
  - MS-MPI
  - SOA
   - Excel
GUI
Windows HPC Server 2008 R2
      Une plateforme complète et intégrée de cluster HPC
      Construit à partir de Windows Server 2008 R2 64-bit
      Répond aux besoin actuels et futurs du HPC

Windows Server 2008                                            Microsoft Windows
                                 Microsoft HPC Pack
  R2 HPC Edition                                               HPC Server 2008 R2
                                 2008 R2 Enterprise
                                                                     Suite


                                                             • Propose une solution
                               • Ordonnanceur                  complète
                               • Gestion des ressources      • Rentabilise les
• Securisé, fiable, testé                                      investissements sur
• Support de hardware haute    • Gestion du Cluster
                                                               l’administration Windows et
  performances (x64, réseaux   • Message Passing Interface     ses outils
  rapides, GPU)                • Support de Windows 7        • Rend les opérations aussi
                               • Support de Windows Azure      faciles que sur un seul
                                                               système
Windows HPC Server 2008 R2
Suite
                 Cluster     Applications            ISV /OSS
     Excel                                    MPI
                  SOA            HPC                Applications



                                  HPC
                            Middleware Pack               SOA




              HPC Edition
                               Système
                             d’exploitation




      Cluster Local           Computing
Ressources utilisables
Puissance locale et dans Azure




           HPC Head Node                            Desktops             •En locale :
                                                                              •Compute Node
                                                                              •Workstation node
  Locale                                                                      •Server scavengin
            Broker Node
                                                         Compute Nodes   •Débordement dans Azure
                                                                              •Payer a l’usage
                                                                              •Solution Hybride
                                                                              d’usage du cloud
  Azure                                                                       public
                                                                         • Ajuster dynamiquement ce
                                      Worker Role
                                                         RDB

                                                                         qui tourne en local ou dans
                           Web Role                                      le cloud
                                                         Blobs

                                      VM Role
Cluster WHPCS avec des Azure
Node
Roadmap


      July 2010                     Dec 2010                           June 2011                    Nov. 2011



   Microsoft HPC Server           Microsoft HPC                     Microsoft HPC Server            Microsoft HPC Server
         2008 R2                  Server 2008 R2                        2008 R2 SP2                     2008 R2 SP3
                                       SP1

 Excel on HPC clusters         Integration with Windows        MPI runtime in Windows Azure     More Azure feature
 Schedule jobs to               Azure:                          Azure VM role                     Simplification of ports used
  workstations                    “Burst” SOA and Parametric    New job scheduler policies        More tools
 Business critical SOA            sweep jobs to Azure as
                                   worker roles.                  Lend/Borrow resource pools       Updated tools
 Scale to 1000+ nodes out-
                                  All compute nodes in Azure     Over/under subscribe nodes      Harvest cycles from servers
  of-the-box
                                   with head-node only on-       Common data for SOA Apps          on your network.
 Dual boot clusters
                                   premise.                      Multi-domain support for         New job scheduler policies
 Diskless compute nodes
                                User activity scheduling for     workstations nodes                More configuration of the
 Extensible diagnostics and     workstation nodes               Web Portal for job submission      task level preemption t
  troubleshooting framework
                                C# cluster SOA debugger for      and job status                   Windows Azure HPC Job
 Flexible, customizable         VS 2010.                        Smart Card authentication         Scheduler (Windows Azure
  color-coded Heat map                                                                              SDK
Windows Azure HPC Scheduler
palais des
congrès
Paris




7, 8 et 9
février 2012
« Windows Azure Scheduler
SDK »
  Permet a des développeurs de créer un package Azure
  pour des applications intensive en calcul
     Application + cluster dans Azure

  Même ordonnanceur que celui de Windows HPC Serveur
  2008 R2 SP2 Pack
     Même propriétés d’ordonnancement
     Même « run time »
        batch/SOA/MPI
Windows Azure Scheduler en
Action
                Un déploiement Windows Azure
               Front End
                                    Compute Worker

                                     Node Manager
              Application
               Front End
              (Web Page)              Application


                                     Compute Worker

                  Windows
                                     Compute Worker
                    Azure
                  Scheduler
                                     Compute Worker


                                     Compute Worker
                Standard HPC
                Job Scheduler API
Scenarios de débordement
Scenarios
Puissance HPC locale
  Besoin d’une infra HPC
    Provide compute power for user

       Development / testing / production / prototyping

       Simulation/regulation

  Pas prets au cloud public
    Application non prête



  Ne peut pas utiliser un cloud public
    Pas encore ?

       Il est extrement facile d’ajouter des Azures Nodes

    Workload

       Accéder a des ressources dans l’infrastructure local

            Serveur de fichier, DB, …
       Azure connect ?

       Azure Blob

       Azure SQL ?
Local: WHPCS R2

  Utiliser Windows HPC Server 2008 R2
    Machines dédiés,

    Vol de cycle sur des stations/serveurs
Les scénarios d’usage du Cloud




        On and off workloads (e.g. batch job)    Successful services needs to grow/scale
        Over provisioned capacity is wasted      Keeping up w/growth is big IT challenge
        Time to market can be cumbersome         Complex lead time for deployment




        Unexpected/unplanned peak in demand      Services with micro seasonality trends
        Sudden spike impacts performance         Peaks due to periodic increased demand
        Can’t over provision for extreme cases   IT complexity and wasted capacity
Cloud – Growing fast in Azure




  Infrastructure HPC existante
    Puissance suffisante pour

        la production,

        Développement,

        Test.

  Besoin de puissance le plus rapidement possible
    Disponibilité immédiate

        Puissance de calcul « infinie » disponible dans Azure
Débordement dans Azure

  Windows HPC Server 2008 R2 Azures Nodes
   Etendre un cluster local vers le cloud afin d’absorber

     des piques de charge et cela sans changer
     l’application




     Avec votre suscription Azure ajoutez des
      processeurs a votre cluster très rapidement
Cloud – Burst in Azure




  Infrastructure HPC existante
    Puissance suffisante pour

        la production,

        Développement,

        Test.

  Besoin de puissance pendant une durée limitée
    Besoin règlementaire

    Evènement périodique/exceptionnels

    Project
Débordement dans Azure 2
  Windows HPC Server 2008 R2 Azures Nodes
   Etendre un cluster local vers le cloud afin d’absorber des
     piques de charge et cela sans changer l’application




      Avec votre souscription Azure ajouter des ressources
       quand vous en avez besoin
      Payer les ressources que lorsque vous les utilisez
Cloud - Applications in Azure

  Pas de puissance de calcul en local
  Besoin de puissance a des moments données
    Projet

    Réglementaire
Applications dans Azure
  Une application entièrement hébergé dans Azure
      Pas de frontale en local

  L’application est accédée depuis
      Un client riche local
      Application web ou un portail
      Service Web


  Plusieurs business model
      Usage de l’application est facturé au client
      L’Application et le calcul sont fournis
       comme un service


  Scheduler et Runtimes supporté dans Azure
      Pas une frontale, un scheduler embraqué dans Azure
      Tous les runtimes: Parametric Sweep, MPI, Cluster SOA, Excel
Solution in Azure

  Offrire un solution complète en utilisant Windows Azure
  comme ressource
    Solution de type SAAS

  Scenario utilisateur
    Se connecte sur un portail web

    Charge les données

    Lance le calcul

        Calcul tourne dans Azure

    Recupère les données
Solution dans Azure
(CSV)une application Azure
  Créer
    En utilisant les ressources Azure
   Vos clients accèdent a cette solution
    SAAS

    Utilise votre souscription Windows Azure

    Vos client payent l’usage

     de votre solution
Les Rôles Windows Azure
pour construire ses applications
     • Les rôles permettent de construire son architecture applicative
     • Ils exécutent différents types de tâches spécialisées ou non
     • Les rôles dialoguent entre eux au travers de files de messages

                       •   Implémente l’interactivité avec l’utilisateur
                       •   Basé sur Internet Information Server préinstallé
                       •   Supporte les extensions classiques IIS
        Web Role       •   Piloté et configuré au travers des outils de développement


                       •   Pas d’interactivité avec l’utilisateur
                       •   Implémente la logique métier de l’application
                       •   Similaire au batch, à la couche applicative, aux services windows
      Worker Role      •   Piloté et configuré au travers des outils de développement


                       •   Utilisé pour pouvoir installer des applications complexe
                       •   Les images sont construites par l’utilisateur avec Hyper-V
                       •   Le master créé est téléchargé sur Azure pour être utilisé
        VM Role
Les Services “Storage”
•   Le “Storage” Windows Azure est un service de stockage géré par Windows Azure
•   Les données peuvent être utilisées dans les applications Azure, ou accédées directement par URL
•   L’URL d’accès peut être personnalisée avec son propre nom de domaine
•   L’accès aux blobs est sécurisé par un système de contrôle d’accès permettant de définir des règles fines
•   Les Blobs peuvent être mis en cache par le service Windows Azure Content Delivery Network (CDN)




                  HTTP/S




 BLOBS:                         TABLES:                      QUEUES:                       DRIVES:
 Structure hiérarchique pour    Structure tabulaire.         File de messages selon le     Disque NTFS partagé
 le stockage de fichiers        Une table est un             principe FIFO, pour la        entre de multiples
 identifiés par leur nom et     ensemble d’entités           communication                 instances.
 chemin, ainsi que les          (EAV*) définies              asynchrone entre
 métadonnées associées.         chacune par un               instances.
                                ensemble de
                                propriétés.
Architecture typique

                         3) The « job » is divided in
                        tasks. The tasks are put in a
                                   Queue
                                                                                                4) The worker get the tasks in
                                                                                                the queue and process them

1) The user submit a
job trough the web                          3                        Queue
                                                                                                4
         UI

                                                                                                                                 1
           1                                    6                                           5                                        n


                       Web Role                                                                                  Worker Role
                                                                      Blob
                                                    2
                                                                                                5) Each worker post the results of
                       2) The job is added in the                                                   his computation in a Blob
                         Table for futur access
                                                                      Table



                                                          6) The differents output are
                                                        assembled to get the final result
Q&A
Livre sur Windows Azure

                    Premier ouvrage rédigé en
                    Français
                    Sur l’intégralité de la
                    plateforme Windows Azure

                    Disponible dès aujourd’hui!
                    Consultation et achat
                    possible sur le stand (52)
                    des éditions ENI
Question

  Depuis combien de temps utilisons nous Azure comme
  solution de débordement pour Windows HPC Server 2008
  R2 ?
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Laurent Speyser
 

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Faire du débordement de charge d’un cluster Windows HPC Server avec Windows Azure

  • 1. palais des congrès Paris 7, 8 et 9 février 2012
  • 2. Faire du débordement de charge d'un cluster Windows HPC Server avec Windows Azure (CLO210) Mardi 7 Février Thomas VARLET Consultant HPC et Cloud Computing Azure Microsoft France
  • 3. Agenda Windows HPC Windows Server 2008 Azure HPC R2 Scheduler Scénarios de Q&A débordement
  • 5. Windows HPC Server 2008 R2 Troisième génération de la solution HPC par Microsoft Bibliothèques de Ordonnanceur Administration distribution Outils pour utiliser toutes ces Gérer les ressources de calcul Deployer/Administrer/surveill ressources de calcul du cluster pour les utilisateurs er les machines du cluster - MS-MPI - SOA - Excel
  • 6. GUI
  • 7. Windows HPC Server 2008 R2 Une plateforme complète et intégrée de cluster HPC Construit à partir de Windows Server 2008 R2 64-bit Répond aux besoin actuels et futurs du HPC Windows Server 2008 Microsoft Windows Microsoft HPC Pack R2 HPC Edition HPC Server 2008 R2 2008 R2 Enterprise Suite • Propose une solution • Ordonnanceur complète • Gestion des ressources • Rentabilise les • Securisé, fiable, testé investissements sur • Support de hardware haute • Gestion du Cluster l’administration Windows et performances (x64, réseaux • Message Passing Interface ses outils rapides, GPU) • Support de Windows 7 • Rend les opérations aussi • Support de Windows Azure faciles que sur un seul système
  • 8. Windows HPC Server 2008 R2 Suite Cluster Applications ISV /OSS Excel MPI SOA HPC Applications HPC Middleware Pack SOA HPC Edition Système d’exploitation Cluster Local Computing
  • 9. Ressources utilisables Puissance locale et dans Azure HPC Head Node Desktops •En locale : •Compute Node •Workstation node Locale •Server scavengin Broker Node Compute Nodes •Débordement dans Azure •Payer a l’usage •Solution Hybride d’usage du cloud Azure public • Ajuster dynamiquement ce Worker Role RDB qui tourne en local ou dans Web Role le cloud Blobs VM Role
  • 10. Cluster WHPCS avec des Azure Node
  • 11. Roadmap July 2010 Dec 2010 June 2011 Nov. 2011 Microsoft HPC Server Microsoft HPC Microsoft HPC Server Microsoft HPC Server 2008 R2 Server 2008 R2 2008 R2 SP2 2008 R2 SP3 SP1  Excel on HPC clusters  Integration with Windows  MPI runtime in Windows Azure  More Azure feature  Schedule jobs to Azure:  Azure VM role  Simplification of ports used workstations  “Burst” SOA and Parametric  New job scheduler policies  More tools  Business critical SOA sweep jobs to Azure as worker roles.  Lend/Borrow resource pools  Updated tools  Scale to 1000+ nodes out-  All compute nodes in Azure  Over/under subscribe nodes  Harvest cycles from servers of-the-box with head-node only on-  Common data for SOA Apps on your network.  Dual boot clusters premise.  Multi-domain support for  New job scheduler policies  Diskless compute nodes  User activity scheduling for workstations nodes  More configuration of the  Extensible diagnostics and workstation nodes  Web Portal for job submission task level preemption t troubleshooting framework  C# cluster SOA debugger for and job status  Windows Azure HPC Job  Flexible, customizable VS 2010.  Smart Card authentication Scheduler (Windows Azure color-coded Heat map SDK
  • 12. Windows Azure HPC Scheduler
  • 13. palais des congrès Paris 7, 8 et 9 février 2012
  • 14. « Windows Azure Scheduler SDK » Permet a des développeurs de créer un package Azure pour des applications intensive en calcul  Application + cluster dans Azure Même ordonnanceur que celui de Windows HPC Serveur 2008 R2 SP2 Pack  Même propriétés d’ordonnancement  Même « run time »  batch/SOA/MPI
  • 15. Windows Azure Scheduler en Action Un déploiement Windows Azure Front End Compute Worker Node Manager Application Front End (Web Page) Application Compute Worker Windows Compute Worker Azure Scheduler Compute Worker Compute Worker Standard HPC Job Scheduler API
  • 18. Puissance HPC locale Besoin d’une infra HPC  Provide compute power for user  Development / testing / production / prototyping  Simulation/regulation Pas prets au cloud public  Application non prête Ne peut pas utiliser un cloud public  Pas encore ?  Il est extrement facile d’ajouter des Azures Nodes  Workload  Accéder a des ressources dans l’infrastructure local  Serveur de fichier, DB, …  Azure connect ?  Azure Blob  Azure SQL ?
  • 19. Local: WHPCS R2 Utiliser Windows HPC Server 2008 R2  Machines dédiés,  Vol de cycle sur des stations/serveurs
  • 20. Les scénarios d’usage du Cloud On and off workloads (e.g. batch job) Successful services needs to grow/scale Over provisioned capacity is wasted Keeping up w/growth is big IT challenge Time to market can be cumbersome Complex lead time for deployment Unexpected/unplanned peak in demand Services with micro seasonality trends Sudden spike impacts performance Peaks due to periodic increased demand Can’t over provision for extreme cases IT complexity and wasted capacity
  • 21. Cloud – Growing fast in Azure Infrastructure HPC existante  Puissance suffisante pour  la production,  Développement,  Test. Besoin de puissance le plus rapidement possible  Disponibilité immédiate  Puissance de calcul « infinie » disponible dans Azure
  • 22. Débordement dans Azure Windows HPC Server 2008 R2 Azures Nodes  Etendre un cluster local vers le cloud afin d’absorber des piques de charge et cela sans changer l’application  Avec votre suscription Azure ajoutez des processeurs a votre cluster très rapidement
  • 23. Cloud – Burst in Azure Infrastructure HPC existante  Puissance suffisante pour  la production,  Développement,  Test. Besoin de puissance pendant une durée limitée  Besoin règlementaire  Evènement périodique/exceptionnels  Project
  • 24. Débordement dans Azure 2 Windows HPC Server 2008 R2 Azures Nodes  Etendre un cluster local vers le cloud afin d’absorber des piques de charge et cela sans changer l’application  Avec votre souscription Azure ajouter des ressources quand vous en avez besoin  Payer les ressources que lorsque vous les utilisez
  • 25. Cloud - Applications in Azure Pas de puissance de calcul en local Besoin de puissance a des moments données  Projet  Réglementaire
  • 26. Applications dans Azure Une application entièrement hébergé dans Azure  Pas de frontale en local L’application est accédée depuis  Un client riche local  Application web ou un portail  Service Web Plusieurs business model  Usage de l’application est facturé au client  L’Application et le calcul sont fournis comme un service Scheduler et Runtimes supporté dans Azure  Pas une frontale, un scheduler embraqué dans Azure  Tous les runtimes: Parametric Sweep, MPI, Cluster SOA, Excel
  • 27. Solution in Azure Offrire un solution complète en utilisant Windows Azure comme ressource  Solution de type SAAS Scenario utilisateur  Se connecte sur un portail web  Charge les données  Lance le calcul  Calcul tourne dans Azure  Recupère les données
  • 28. Solution dans Azure (CSV)une application Azure Créer  En utilisant les ressources Azure Vos clients accèdent a cette solution  SAAS  Utilise votre souscription Windows Azure  Vos client payent l’usage de votre solution
  • 29. Les Rôles Windows Azure pour construire ses applications • Les rôles permettent de construire son architecture applicative • Ils exécutent différents types de tâches spécialisées ou non • Les rôles dialoguent entre eux au travers de files de messages • Implémente l’interactivité avec l’utilisateur • Basé sur Internet Information Server préinstallé • Supporte les extensions classiques IIS Web Role • Piloté et configuré au travers des outils de développement • Pas d’interactivité avec l’utilisateur • Implémente la logique métier de l’application • Similaire au batch, à la couche applicative, aux services windows Worker Role • Piloté et configuré au travers des outils de développement • Utilisé pour pouvoir installer des applications complexe • Les images sont construites par l’utilisateur avec Hyper-V • Le master créé est téléchargé sur Azure pour être utilisé VM Role
  • 30. Les Services “Storage” • Le “Storage” Windows Azure est un service de stockage géré par Windows Azure • Les données peuvent être utilisées dans les applications Azure, ou accédées directement par URL • L’URL d’accès peut être personnalisée avec son propre nom de domaine • L’accès aux blobs est sécurisé par un système de contrôle d’accès permettant de définir des règles fines • Les Blobs peuvent être mis en cache par le service Windows Azure Content Delivery Network (CDN) HTTP/S BLOBS: TABLES: QUEUES: DRIVES: Structure hiérarchique pour Structure tabulaire. File de messages selon le Disque NTFS partagé le stockage de fichiers Une table est un principe FIFO, pour la entre de multiples identifiés par leur nom et ensemble d’entités communication instances. chemin, ainsi que les (EAV*) définies asynchrone entre métadonnées associées. chacune par un instances. ensemble de propriétés.
  • 31. Architecture typique 3) The « job » is divided in tasks. The tasks are put in a Queue 4) The worker get the tasks in the queue and process them 1) The user submit a job trough the web 3 Queue 4 UI 1 1 6 5 n Web Role Worker Role Blob 2 5) Each worker post the results of 2) The job is added in the his computation in a Blob Table for futur access Table 6) The differents output are assembled to get the final result
  • 32. Q&A
  • 33. Livre sur Windows Azure Premier ouvrage rédigé en Français Sur l’intégralité de la plateforme Windows Azure Disponible dès aujourd’hui! Consultation et achat possible sur le stand (52) des éditions ENI
  • 34. Question Depuis combien de temps utilisons nous Azure comme solution de débordement pour Windows HPC Server 2008 R2 ?