超算中心网络安全解决专项方案.doc

H3C超级计算中心解决方案

超级计算中心及其重要作用
20世纪后半期，全世界范畴掀起第三次产业革命浪潮，人类开始迈入后工业社会——信息社会。在信息经济时代，其先进生产力及科技发展标志就是计算技术。时至今日，计算科学，特别是以超级计算机（或高性能计算机）为基本计算科学已经与理论研究、实验科学相并列，成为当代科学三大支柱之一。
超级计算机（高性能计算机）是指通过特殊优化设计具备超强计算能力、存储能力和通讯能力计算机系统。当代超级计算机基于先进集群技术构建，可以支持大规模科学计算及工程计算，并在商业计算、互联网、电子政务、电子商务等领域拥有巨大发展潜力。
超级计算在一种国家发展中，特别是某些尖端科技发展中，发挥着不可代替使用。生物科技，石油勘探，气象预报，国防技术，工业设计，都市规划等经济、社会发展核心领域都离不开超级计算。各个国家，特别是经济、科技水平比较发达国家，都把增进超级计算发展作为重要规划内容。

美国、日本和欧洲各国，为了增强其在国际上综合竞争力，纷纷制定长期发展筹划，政府投资建设与民间外包运营并举，竞相投入巨大人力、物力和财力建设超级计算中心。超级计算中心发展及应用水平正日益成为一种都市乃至一种国家科研实力、经济实力重要标志之一。
超级计算中心（超算中心）是指基于超级计算机系统对外提供计算资源、存储资源以及技术征询等服务机构或单位。
超级计算中心发展趋势
互联网产业迅速发展将推动IT产业发生颠覆性变革，老式以PC为核心应用模式很也许将不复存在，将来一切应用软件和数据存储都将依赖远端大规模计算中心，这就是所谓“云计算”！当前，全球各大IT厂商都将发展云计算技术作为最重要目的，涉及微软、Google、IBM等都推出了各自云计算解决方案。
“云计算”使得IT资源由分布趋于集中，大型IT中心建设将进入迅速发展时期。资源整合有助于提高使用效率并易于管理，同步可以保证最佳应用水平和服务支持能力。因而，将来IT资源将以“按需服务On-Demand-Service”模式呈现给顾客，涉及软件即服务Software as a service、基本架构即服务Infrastructure as a Service以及平台即服务Platform as a service等各种模式。
超算中心作为拥有巨大计算资源、存储资源以及软件资源机构，对科技发展推动、对经济发展推动、对重大工程、项目和战略目的不可代替作用等价值日益凸现。因而，将来政府主导超算中心建设将进入迅速发展阶段，超算中心将成为政府基本设施建设一某些，“公共服务”是将来超算中心基本属性。从这一点上来说，超算中心目的和云计算目的一致。
此外，将来超算中心应用模式将不断拓展，综合性超算中心建设将成为主流。综合性超算中心可以在如下领域发挥作用：
科研类：面向教诲和科研领域顾客科学计算应用
公司类：提供计算、存储和软件资源，对公司顾客提供服务，按需付费
政务类：IT投资集中化，建设成政务信息计算中心
金融类：面向金融、证券等行业海量数据挖掘
电子商务类：线上交易平台与商务智能
数据解决类：海量互联网数据解决和分析。

H3C超级计算中心网络安全解决方案
基于在IT领域长期耕耘，纵观超算中心发展历程，H3C提出基于统一互换网、统一安全超算中心网络安全解决方案。

统一互换网络超算中心
自1973年面世以来，强大生命力和业务承载能力已经使得以太网已经成为通信网络事实原则。近年万兆以太网在性能上大幅增强，IEEE将发布100G和40G以太网，成为名副其实“高性能通信网络”。在超级计算领域，6月发布世界TOP500超级计算机排名显示，282个站点采用以太网连接，占据56.4％份额。
HPC集群通过全以太网连接前端网－主节点－计算网－计算节点－存储网－存储和管理网，通过统一网络通信架构、解决HPC集群采用异构通信网络（计算网采用Infiniband、存储网采用FC）各种问题。

老式超算中心网络构造异构复杂，接口不统一：
Ø 前端网和管理网采用以太网；
Ø 存储网采用FC；
Ø 计算网用Infiniband；
超算中心通信网络复杂异构、接口不统一，导致超算中心运营时合同转换开销大、速率不匹配、存在性能瓶颈、开发与布置周期长、无法满足业务迅速灵活布置和性能需求。

超算中心一体化网络通过CEE（增强以太网）和原则IP合同融合前端、计算、存储和管理四张网络，消除网络技术割裂所来种种弊端。
Ø 减少TCO
Ø 简化网络层次
Ø 增强业务灵活性
Ø 轻松布置
Ø 至简维护
Ø 万兆以太网增强技术（RAMA和ToE）解决了带宽和性能瓶颈
Ø CEE彻底解决了高性能计算大流量并发所带来丢包问题
Ø 彻底解决数据计算、互换、存储合同转换性能瓶颈

通过第二代智能弹性架构IRF II技术，使超算中心网络性能以倍数级别灵活扩展，增强可靠性增强，简化配备，减少投入和维护成本。

IRF II可实现分布式设备管理分布式路由和跨设备链路聚合，布置IRF II除了提高超算中心网络可用性，减少单点故障影响，还可以：
Ø 分布式解决二三层合同，极大提高网络性能。
Ø 每组当成一种逻辑Fabric，配备管理更高效。
Ø 互换集群内设备软件版本同步升级，升级容易。
Ø 整个互换集群设备支持热插拔，灵活管理。
Ø 互换集群实现倍数级接入密度和背板互换能力，并提高组网可靠性。
Ø 对高品位设备而言，可将多台设备当成一台设备进行管理，实现性能倍增，简化组网。
布置IRF II后，无需再考虑MSTP、VRRP等合同，解决了老式设备和链路只能工作在主/备模式和运用率低于50％性能瓶颈。
统一安全超算中心
H3C超算中心安全解决方案秉承了H3C一贯倡导“统一安全理念”，将安所有署渗入到整个超算中心设计、布置、运维中，为超算中心搭建起一种立体、无缝、统一安全平台，真正做到了使超算中心安全保护无处不在。
H3C超算中心安全解决方案技术特色可用：安全多层保护、安全纵深防御、安全分区规划、安全分层布置来概括：

以超算中心数据资源为核心向外延伸有多层保护功能。
Ø 特性丰富端点准入（EAD）方案
Ø 兼容性强、有丰富报表输出安全管理方案
Ø 灵活VPN接入方式
Ø 强大DDoS防御方案（流量清洗）
Ø 高性能硬件防火墙
Ø 业界领先反病毒软件
Ø 以ASIC、FPGA和NP技术构成具备高性能精准检测引擎IPS
Ø 性能强大应用优化设备

多层保护同步为超算中心网络提供了从链路层到应用层多层防御体系，如图。互换机提供安全特性构成安全超算中心网络基本，提供数据链路层袭击防御。超算中心网络边界安全定位在传播层与网络层安全上，通过状态防火墙可以把安全信任网络和非安全网络进行隔离，并提供对DDOS和各种畸形报文袭击防御。IPS可以针相应用流量做深度分析与检测能力，同步配合以精心研究袭击特性知识库和顾客规则，即可以有效检测并实时阻断隐藏在海量网络流量中病毒、袭击与滥用行为，也可以对分布在网络中各种流量进行有效管理，从而达到对网络应用层保护。
在超算中心网络中存在不同业务种类和易受袭击限度不同设备，按照这些业务种类和设备状况制定不同安全方略和信任模型，将超算网络划分为不同区域，超算中心安全分区详细如下图。

安全分层布置把超算中心提成网络安全、业务安全、管理安全三个安全控制区域，针对网络、业务、管理对安全控制不同需求进行分层次安所有署，打破了超算中心安所有署困难难题，便于采用不同安全设备、安全方略防范不同区域安全隐患。

H3C高性能计算万兆存储解决方案
H3C基于端到端万兆体系架构IP存储产品IX3620应用于超算中心，实现了存储设备性能及存储通道带宽奔腾。通过采用万兆技术，后端存储每个端口I/O能力是老式存储系统2.5～5倍。

对于通过I/O节点汇聚高性能计算应用， I/O节点通过配备万兆TOE卡，以高于老式存储系统2.5～5倍带宽接入后端存储网络。从I/O节点到万兆IP互换机，再到IX3620存储系统，采用全万兆高速并发存储通道，彻底解决高性能计算中数据访问瓶颈。IX3620具备4个万兆端口，通过链路聚合接入冗余万兆IP互换机，还可以实现数据访问链路故障切换，进一步提高系统可靠性。

H3C超算中心有关产品
H3C拥有超算中心核心、汇聚、接入互换机设备以及防火墙、IPS、LB等安全设备，提供业界最全、特性最丰富超级计算中心网络、安全、存储产品线。

核心互换网络：S12500系列核心互换机
汇聚互换网络：S9500E、S7500E系列互换机
接入互换网络：S5800、S5500系列互换机
安全优化设备：防火墙FW、入侵检查IPS、负载均衡LB、流量清洗AFC、应用加速ASE、全管理SecCenter
存 储 设 备：IX3600系列存储盘阵、IV5600系列存储虚拟化设备、UDM存储管理软件
H3C HPC集群网络设计特点
H3C超算中心HPC集群网络采用创新性设计，提供如下三大特点：
一体化设计：统一计算、存储、管理、前端网络
高性能设计：采用100G核心互换机、多功能（安全优化等）汇集互换机、大缓存接入互换机等
高扩展设计：采用IRF II技术便于布置实行、也便于此后进行大规模扩容