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軟體 雲、 3D 雲、 AI 教學 雲 三 雲整合虛擬桌面平台

軟體 雲、 3D 雲、 AI 教學 雲 三 雲整合虛擬桌面平台. 電子計算機中心. 大綱. 三雲整合的意義與重要性 現有雲端服務簡介 為何需要軟體雲 (VDI) 軟體 雲的 便利性 本 案目的 系統架構及設計考量 管理 挑戰與展望. 三雲整合的 意義與重要性. 三雲整合的意義、重要性. 符合電算中心中長程計劃，以服務為宗旨。 結合 GPU 平行運算 、加速運算、雲端 技術、虛擬化軟體以及 AI 開發 工具，提供 AI 運算平台。 新增雲端服務 ，讓使用者有 感。 結合 現有雲端服務， 使本校雲端服務、應用 更為完整。. 本中心現有雲端服務.

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軟體 雲、 3D 雲、 AI 教學 雲 三 雲整合虛擬桌面平台

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Presentation Transcript

  1. 軟體雲、3D雲、AI教學雲三雲整合虛擬桌面平台軟體雲、3D雲、AI教學雲三雲整合虛擬桌面平台 電子計算機中心

  2. 大綱 • 三雲整合的意義與重要性 • 現有雲端服務簡介 • 為何需要軟體雲(VDI) • 軟體雲的便利性 • 本案目的 • 系統架構及設計考量 • 管理挑戰與展望

  3. 三雲整合的意義與重要性 三雲整合的意義、重要性 符合電算中心中長程計劃，以服務為宗旨。 結合 GPU 平行運算、加速運算、雲端技術、虛擬化軟體以及 AI 開發工具，提供AI運算平台。 新增雲端服務，讓使用者有感。 結合現有雲端服務，使本校雲端服務、應用更為完整。

  4. 本中心現有雲端服務 現有雲端服務簡介 • 提供虛擬主機服務的一代雲、二代雲 • 提供虛擬主機服務為主 • 一代雲共計25台VM、二代雲共計82台VM • 雲端應用服務 Google - G suite • 使用人數：教職員872人、學生3576人、校友8809、單位33個 • 雲端應用服務 Microsoft – Office 365 • 使用人數：教職員106人、學生707人

  5. 一代雲、二代雲 • 一代雲、二代雲為提供虛擬主機服務，主機裡的系統及程式都要自行安裝，取得管理權限後，需要一步一步的安裝。 現有雲端服務簡介

  6. G Suite、Office365僅提供固定的應用程式 現有雲端服務簡介 無法使用本校的SAS、Acrobat、專業繪圖程式及校園授權軟體網站所提供的軟體。

  7. 現有的雲端服務足夠了嗎? 自行安裝軟體方便嗎? 安裝的軟體合法嗎?

  8. 安裝軟體不便之處 為何需要軟體雲 • 使用軟體，要花費長時間安裝 • 功能強大的SAS 有6片，安裝完成要將近90分鐘 • 安裝後佔用電腦系統資源，卻不常使用 • 使用者電腦效能不足，無法安裝。 • 需要經常進行版本更新，花費時間等待

  9. 安裝軟體不便之處 為何需要軟體雲 下載ISO檔需花網路流量及時間等待 使用光碟片安裝，光碟片經常成為垃圾

  10. 軟體合法授權數量不足 為何需要軟體雲 礙於經費及合約，現有Adobe Acrobat8、9，無法提供給學生使用。 應用軟體全校性授權金額高昂。 現有校園授權軟體服務，無法少量、多樣性軟體，滿足使用者需求。

  11. 解決方案-新增多雲整合虛擬桌面平台雲端服務(VDI)解決方案-新增多雲整合虛擬桌面平台雲端服務(VDI) 為何需要軟體雲 利用虛擬化技術將個人電腦所使用的桌面虛擬化至雲端伺服器上執行 Source: http://i0.wp.com/mythoughtsonit.com/wp-content/uploads/2012/10/vdi.jpg

  12. 軟體雲的使用便利性 軟體雲的便利性 • 跨平台 • 使用者不需購買高階電腦設備，只需要一台可以上網的桌電、筆電、平板、手機即可連線使用 • 使用瀏覽器或工具程式即可操作 • 任何平台及系統皆能直接使用授權軟體 https://www.gns.net/media/1091/virtual-desktop-infrastructure-vdi.png?width=500&height=215.25885558583104

  13. 軟體雲的使用便利性 軟體雲的便利性 • 隨時、隨地、隨需 • 使用者可不受空間、地點、設備的限制，輕鬆存取所提供的各類軟體資源及服務 • 不局限電腦教室的地點及開放時間，全校師生皆可隨時隨地在家裡、在宿舍、在教室上機寫作業、做研究 • 免下載、免安裝、免設定、免更新 • 全校師生可直接使用校園授權軟體

  14. 更加完善的雲端服務 軟體雲的便利性 結合中心現時提供的一代雲、二代雲、 Google G suite、微軟Office365服務。 四種雲端服務相輔相乘，提供師生便利的雲端主機、軟體應用及深度學習運算等雲端服務。

  15. 更加完善的雲端服務 軟體雲的便利性

  16. 本案目的 本案目的 • 提供師生隨時、隨地、方便使用的應用程式平台 • 提供學生自主學習環境 • 提供師、生便利的軟體服務 • 解決軟體授權不足問題 • 新增少量、多樣的應用軟體供師生使用。 • 現有電算中心所提供全校性授權軟體(如Windows、Office、防毒軟體等)仍持續提供。

  17. 多雲整合的優點 本案目的 VDI-無形成本優勢表 • 共享硬體運算資源，發揮本案最大硬體效能與系統使用率。 • 共享GPU • 提供師生使用合法授權軟體的使用環境。 • 軟體雲、統計分析雲 • 3D雲 • AI教學雲 • 未來可依使用者需求，建立不同雲。 • 例如多媒體影片編輯雲

  18. 軟體雲、統計分析雲 本案目的 整合本中心、圖書館、教務處教學發展中心、管理學院所購買全校授權軟體，建構「軟體雲」「統計分析雲」。 全校授權：Office2019、LibreOffice、X-Mind、Endnote、SAS 9.4、Matlab 2018b、LabVIEW、SPSS Amos21、SPSS Statistics 21 部份授權： Acrobat 2017 10套 免費開源：Microsoft Power BI、JASP、jamovi

  19. 3D雲 本案目的 於軟體雲平台利用GPU卡加速 3D 圖形運算或其他分析運算，並搭配相關軟體建構出「3D 繪圖雲」，支援學生在 3D 領域之學習。 專業繪圖軟體：AutoCAD 2019、MAYA 2019、3ds MAX 2019、Revit 2019 插畫繪圖軟體：MediBang Paint Pro 、Inkscape、KritaDesktop、GIMP

  20. AI教學雲 本案目的 為強化學生未來在就業上之競爭力，抓住 AI 時代新產生的就業機會，本中心擬建置「AI教學雲」來支援教師進行 AI 教學，讓同學在此平台上熟悉 AI 科技，為國家培養優質的 AI 人才。 「AI 教學雲」將結合 GPU 平行運算、雲端技術、虛擬化軟體以及 AI 開發工具，除了支援教學外，更可讓每一位同學都有機會自行發展各項領域的 AI 創新應用，甚或藉此孵化 AI 新創事業。

  21. AI教學雲的便利性 本案目的 • 提供多種人工智慧平台 • 提供AI領域常用的開發平台-Caffe2、TensorFlow、Pytorch，提供學生適合的學習平台。 • 使用者登入後，即可使用相關框架進行學習。

  22. AI教學雲的便利性 本案目的 • 支援人工智慧環境 • 利用高效率的GPU平行處理功能支援AI大量運算 • 高彈性且可升級的設計，能針對高效能運算、深度學習訓練和推論的需要，搭配各種 GPU 與 CPU 的組合，縮短訓練時間

  23. 系統架構及設計考量

  24. 多雲整合虛擬桌面平台實體架構 系統架構及設計考量 Nvidia GPU Tesla P40

  25. 硬體配置-伺服器(Dell R740) 系統架構及設計考量 • 3台2U機架式Dell R740 伺服器，每台均配備： • 2顆Intel Xeon Gold 6126 CPU • 主記憶體384GB • 4埠10Gb乙太網路介面 • 硬碟：2顆480GB SSD、6顆1.2TB HD • Dell 原廠保固5年

  26. 硬體配置-GPU(NVIDIA P40) 系統架構及設計考量 6片NVIDIA TESLA P40 GPU加速卡 同時支援加速運算與深度學習

  27. 硬體配置-GPU(NVIDIA P40) 系統架構及設計考量 低延遲遠端顯示技術，可降低使用者在和虛擬機互動時所感受的延遲時間。包含H.264編碼引擎，可同時編碼高品質串流。 NvidiaGRID 技術可讓多名使用者共用GPU，提供相當於本機電腦的繪圖效能。本案虛擬化GPU數量為80U

  28. 虛擬化軟體-VMware Horizon 系統架構及設計考量 提供簡化方式，保護並管理虛擬桌面。 確保使用者可在任何裝置上隨時隨地使用。 使用VMware Virtual SAN (簡稱vSAN)的軟體定義儲存架構，將伺服器上的硬碟或固態硬碟叢集化，建立專為虛擬環境所設計的共用資料儲存區。 支援Windows、Linux作業系統。 不記名同時上線人數100名。

  29. 網路虛擬化軟體-VMware NSX 系統架構及設計考量 • 虛擬桌面之間的網路虛擬化與網路安全控管 • 可以在虛擬網路中提供微分段 • 不受實體網路拓撲限制，在資料中心之間或內部都享有工作負載行動化 • 完整的邏輯網路元件與服務 • 包含邏輯交換、路由、防火牆保護、負載平衡、VPN、服務品質 (QoS) 與監控 • 100U使用授權

  30. 安裝完成後進行IOPS測試 本案要求整體IOPS需達20,000 108年2月14日測試結果IOPS達28202.1，符合要求。 系統架構及設計考量

  31. 進行壓力測試(開機風暴測試) 108年2月14日測試100台虛擬桌面同一時間開機，所有機器在5分鐘內均開機完成。 測試地點：電算中心1樓終端機室及I202電腦教室。 系統架構及設計考量

  32. 多雲整合虛擬桌面平台虛擬架構 虛擬桌面 VMware Horizon VMware NSX 系統架構及設計考量 Dell R740伺服器 NVIDIA P40 GPU

  33. 應用軟體、深度學習框架清單 系統架構及設計考量 • 文書軟體 • Adobe Acrobat 2017、EndNote 、 Office2019、 LibreOffice 、X-Mind • 繪圖美工 • AutoCAD 2019、MAYA 2019、3ds MAX 2019、Revit 2019、MediBang Paint Pro 、Inkscape、KritaDesktop、GIMP • 統計分析： • SAS 9.4、Matlab 2018b、LabVIEW、SPSS Amos21、SPSS Statistics 21、JASP、jamovi • 影音編輯 • 會聲會影2019 • 深度學習 • Caffe2、TensorFlow、Pytorch

  34. 整合校園帳號單一登入 系統架構及設計考量 • 師生利用Portal帳號即可登入使用 • 教職員輸入英文+數字的Portal帳號 • 學生輸入Portal帳號(即學號)

  35. 二種登入方式 登入網域名稱：vdi.ncu.edu.tw Horizon Client登入 瀏覽器登入 系統架構及設計考量

  36. 登入畫面 Horizon Client登入 瀏覽器登入 ●手機及平板也可以使用APP Android Play商店：VMware Horizon Client Apple App Store ：VMware Horizon Client 系統架構及設計考量

  37. 管理挑戰與展望 管理挑戰與展望 使用者數量成長 共享資源分配與設定調校 網路流量負載增加 網路維運設備升級 未來擴充規劃 深度學習工作坊

  38. 深度學習工作坊 管理挑戰與展望 • 本工作坊重點主要放在深入學習問題的應用，學生將使用Python程式語言運用Keras以及PyTorch兩種框架，實作深度學習實際案例。學習後，學生可以進行基本的資料處理與深度學習研究。 • 學習主題 • 機器學習與深度學習 • 多元感知神經網路 • 卷積神經網路 • 遞歸神經網路 • 長短期記憶模型 • Mask R-CNN • 共36小時，108學年度上、下學期開課

  39. Q & A

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