印度理工學(xué)院坎普爾分院（IIT Kanpur）是由印度政府建立的一流院校之一。該學(xué)院的一個(gè)目標(biāo)是開(kāi)展最高標(biāo)準(zhǔn)的新研究并在技術(shù)創(chuàng)新方面占據(jù)領(lǐng)先地位，從而為國(guó)家的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。印度理工學(xué)院坎普爾分院于1959年建立，占地420公頃，素以校園寬敞而聞名。由于該學(xué)院在學(xué)術(shù)和研究領(lǐng)域取得了眾多突破性創(chuàng)新，它目前在全球名聲大振，極富傳奇色彩。
成功案例
印度理工學(xué)院坎普爾分院（IIT?Kanpur）成功案例。
印度理工學(xué)院坎普爾分院在Red Hat企業(yè)Linux（Red Hat Enterprise Linux）上設(shè)置了任務(wù)關(guān)鍵的高性能計(jì)算動(dòng)力中心（High?Performance?Computing?powerhouse）。
使用32個(gè)節(jié)點(diǎn)和96個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群系統(tǒng)支持開(kāi)展國(guó)家重點(diǎn)研究項(xiàng)目。
挑戰(zhàn)
除了提供正規(guī)的本科生和研究生課程外，印度理工學(xué)院坎普爾分院對(duì)印度的研究開(kāi)發(fā)工作也做出了重要的貢獻(xiàn)。目前該學(xué)院在維護(hù)其現(xiàn)代化研究設(shè)施方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。這些研究設(shè)施為學(xué)校師生參加國(guó)家科研項(xiàng)目提供了巨大的支持。
科研項(xiàng)目涉及到流體力學(xué)、分子模擬、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域的復(fù)雜應(yīng)用開(kāi)發(fā)。過(guò)去該學(xué)院主要采用可以運(yùn)行各種不同unix系統(tǒng)的RISC?SMP服務(wù)器來(lái)運(yùn)行這些極其耗費(fèi)資源的應(yīng)用。
隨著時(shí)間的流逝，印度理工學(xué)院坎普爾分院使用的獨(dú)立的SMP服務(wù)器數(shù)量日益龐大，它們正以很快的速度達(dá)到極限。除了需要購(gòu)買(mǎi)昂貴的編譯器和專(zhuān)有軟件組件外，這樣一個(gè)封閉環(huán)境所能提供的靈活性非常有限。同時(shí)，由于基礎(chǔ)架構(gòu)需要全天候運(yùn)行，能否找到本地支持人員也成了學(xué)院關(guān)心的一大問(wèn)題。萬(wàn)一失敗，尋求校外IT外包支持是一個(gè)痛苦的過(guò)程。
在這種狀況下，能夠處理大量串行或并行數(shù)據(jù)的高級(jí)高性能計(jì)算集群（HPCC）成為燃眉之需。
印度理工學(xué)院坎普爾分院CSE系教授Dheeraj?Sanghi說(shuō)：“為了滿(mǎn)足高性能計(jì)算需求，我們正在尋找一個(gè)具有頂級(jí)性能和穩(wěn)定性，同時(shí)又可以高度支持運(yùn)行復(fù)雜工作需求的操作系統(tǒng)?！?/p>
Sanghi補(bǔ)充說(shuō)：“在校園中開(kāi)發(fā)的某些復(fù)雜應(yīng)用需要連續(xù)運(yùn)行一個(gè)多月。如果哪一天系統(tǒng)崩潰了，你可以想像損失會(huì)有多大。這不但會(huì)使研究項(xiàng)目延期，而且還意味著徹底浪費(fèi)了幾周的計(jì)算時(shí)間。我們需要一個(gè)支持整個(gè)校園使用的主流平臺(tái)，它應(yīng)該可以將我們對(duì)外部服務(wù)提供商的依賴(lài)程度降為幾乎為零?！?/p>
解決方案
印度理工學(xué)院坎普爾分院于2002年年底開(kāi)始在高性能計(jì)算集群系統(tǒng)（HPCC）前端試用Linux。在用16?個(gè)Pentium?III服務(wù)器在紅帽Linux?7?（Red?Hat?Linux?7）上設(shè)置了第一個(gè)試驗(yàn)用Beowulf集群后，使用開(kāi)源平臺(tái)的好處就顯露出來(lái)。最初，該集群只是用來(lái)作為運(yùn)行并行應(yīng)用的試驗(yàn)床。
印度理工學(xué)院坎普爾分院計(jì)算機(jī)中心高級(jí)計(jì)算機(jī)工程師Brajesh?Pande先生說(shuō)：“在此之前，我們只是在非關(guān)鍵業(yè)務(wù)中使用紅帽Linux來(lái)運(yùn)行web服務(wù)器、郵件服務(wù)器、代理、DNS等應(yīng)用?！?/p>
他補(bǔ)充說(shuō)：“然而，我們?cè)诟咝阅苡?jì)算集群試驗(yàn)床上很快看到了令人滿(mǎn)意的結(jié)果，這充分證明了我們?cè)谘芯吭O(shè)施中使用高級(jí)Linux集群這一投資行為的正確性?！?/p>
2004年中期，該學(xué)院在由32個(gè)低成本x86/32位服務(wù)器支持的紅帽Linux?9（Red?Hat?Linux?9）平臺(tái)上設(shè)置了第一個(gè)工作用Beowulf集群。由于市場(chǎng)上可以購(gòu)買(mǎi)到低成本的64位AMD處理器以及嵌入到Red Hat企業(yè)Linux（RHEL）平臺(tái)中的強(qiáng)大的64位功能，該學(xué)院開(kāi)始考慮購(gòu)買(mǎi)新的64位設(shè)備來(lái)添加一個(gè)功能更強(qiáng)大的集群。
Sanghi解釋說(shuō)：“由于紅帽提供了一個(gè)穩(wěn)定的、通過(guò)認(rèn)證的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)，而且該系統(tǒng)可與眾多64位硬件相兼容，因此在第二個(gè)集群項(xiàng)目中我們自然而然采用了紅帽Linux。此外，紅帽Linux還通過(guò)GCC全面支持各種不同的編譯器平臺(tái)?！?/p>
2005年，該學(xué)院用98?個(gè)AMD64?Opteron服務(wù)器設(shè)置了自己的第二個(gè)96個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群，其中的服務(wù)器采用了Red Hat企業(yè)Linux?3?（Red?Hat?Enterprise?Linux?3）系統(tǒng)。同時(shí)，學(xué)院還指定了兩名工程師對(duì)這兩個(gè)集群進(jìn)行全天候管理。
Sanghi補(bǔ)充說(shuō)：“對(duì)我們來(lái)講，沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)昂貴的RISC-UNIX?64位服務(wù)器，而是使用了紅帽企業(yè)Linux支持的低價(jià)位AMD64?Opteron設(shè)備是一個(gè)明智的選擇。因?yàn)榧t帽是市場(chǎng)上最流行的Linux產(chǎn)品，校園中每個(gè)人都非常清楚它的復(fù)雜精妙之處。實(shí)際上，從Red Hat推出紅帽Linux?5?（Red?Hat?Linux?5）開(kāi)始，我們就一直在使用紅帽產(chǎn)品并緊跟其發(fā)展步伐。”
收益
對(duì)印度理工學(xué)院坎普爾分院來(lái)說(shuō)，在使用專(zhuān)有的UNIX-RISC服務(wù)器時(shí)，對(duì)高性能計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行升級(jí)的費(fèi)用太高。然而，通過(guò)使用在非RISC硬件上運(yùn)行的企業(yè)Linux，該學(xué)院找到了一個(gè)可以提供同樣性能、沒(méi)有任何影響的低成本、可升級(jí)解決方案。
Sanghi說(shuō)：“由于紅帽產(chǎn)品風(fēng)靡校園，不論是老師，還是學(xué)生都可以在他們的fedora或紅帽設(shè)備上使用開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)靈活開(kāi)發(fā)應(yīng)用。這些應(yīng)用在開(kāi)發(fā)完畢后，他們可以將其無(wú)縫地遷移到高性能計(jì)算集群（HPCC）環(huán)境中進(jìn)行計(jì)算。”
Sanghi補(bǔ)充說(shuō)：“Red Hat還賦予了我們擺弄操作系統(tǒng)的極大自由，而在以前的專(zhuān)有環(huán)境中根本做不到這一點(diǎn)。如果系統(tǒng)崩潰，校園中會(huì)有人很快搞定。使用紅帽系統(tǒng)后，我們徹底擺脫了對(duì)專(zhuān)有軟件提供商電話支持的依賴(lài)性。”
Pande補(bǔ)充說(shuō)：“使用通過(guò)認(rèn)證的平臺(tái)（如企業(yè)Linux）還有另外一個(gè)好處，即，在運(yùn)行用于資源分配和節(jié)點(diǎn)管理的第三方高性能計(jì)算集群軟件（HPCC）時(shí)不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題?！?/p>
設(shè)置這兩個(gè)Linux集群時(shí)有一個(gè)關(guān)鍵的需求――增加用戶(hù)數(shù)量。當(dāng)前，該學(xué)院共有100名用戶(hù)訪問(wèn)高性能計(jì)算（HPC）實(shí)驗(yàn)室。下半年，這一數(shù)字預(yù)計(jì)會(huì)增加到300人。
Sanghi解釋說(shuō)：“在設(shè)計(jì)解決方案的時(shí)候，我們想確認(rèn)一下是否我們可以最大限度地使用系統(tǒng)的處理能力。由于企業(yè)Linux與學(xué)院高速服務(wù)器的完美結(jié)合，我們可以同時(shí)支持多個(gè)應(yīng)用和用戶(hù)?！?/p>
使用Red Hat企業(yè)Linux（Red Hat Enterprise Linux）支持的64位高性能計(jì)算集群（HPCC）系統(tǒng)這一新環(huán)境，計(jì)算時(shí)間降低了一半。他補(bǔ)充說(shuō)：“以前應(yīng)用要運(yùn)行3～4周，而現(xiàn)在只需要不到兩周。”
未來(lái)計(jì)劃
在用已經(jīng)到位的6?TB?SAN來(lái)支持64位集群后，印度理工學(xué)院坎普爾分院的存儲(chǔ)需求正在快速成比例減少。
Sanghi補(bǔ)充說(shuō)：“紅帽全球文件系統(tǒng)（Red?Hat?GFS）將是一個(gè)值得擁有的不錯(cuò)文件系統(tǒng)，我們正在積極考慮這個(gè)系統(tǒng)。而且，我們也熱切盼望著在下一個(gè)Red Hat版本中能夠添加X(jué)en虛擬化（Xen?virtualization）、stateless?Linux和systemtap等新技術(shù)。”
結(jié)論
由于紅帽企業(yè)Linux（Red Hat Enterprise Linux）所提供的自由度和靈活性，印度理工學(xué)院坎普爾分院設(shè)置了兩大全國(guó)最流行的Linux?高性能計(jì)算集群（HPCC），這些集群對(duì)下一代研究項(xiàng)目的成功起到了重大的作用。
研制微衛(wèi)星
為加強(qiáng)災(zāi)難管理的信息流動(dòng)，印度理工學(xué)院坎普爾分院(IIT?Kanpur?)將與印度太空研究組織(ISRO)聯(lián)合研制一顆微衛(wèi)星。
衛(wèi)星僅重7千克，將利用本國(guó)技術(shù)制造。這顆微衛(wèi)星將提供農(nóng)業(yè)狀況精準(zhǔn)信息、自然災(zāi)害（如洪水和饑荒）預(yù)警信息，這將對(duì)災(zāi)難管理有極大幫助。同時(shí)，該衛(wèi)星還將扮演其他衛(wèi)星通信設(shè)備的角色。
ISRO原則上批準(zhǔn)了該項(xiàng)目，IIT科學(xué)家將在本月末造訪ISRO進(jìn)行最后磋商。雙方已就此項(xiàng)目進(jìn)行了為期四個(gè)月的談判。
項(xiàng)目期為18個(gè)月，衛(wèi)星建成后將轉(zhuǎn)交ISRO發(fā)射。ISRO已為項(xiàng)目提供了啟動(dòng)資金，其余資金將在諒解備忘錄簽署后提供。
榮譽(yù)
2020年11月，2021QS亞洲大學(xué)排名中，坎普爾理工學(xué)院排名第72位。
2021年6月，位居2022QS世界大學(xué)排名第277位。
參考資料 >
QS University Rankings for Asian 2021.QS亞洲大學(xué)排名 2021.2020-11-26
QS世界大學(xué)排名 2022.QS世界大學(xué).2021-06-10