عندما تكون مهمتك هي نمذجة مناخ الأرض، فأنت بحاجة إلى أكثر من قوة الحوسبة – أنت بحاجة إلى موثوقية مطلقة. تستكشف دراسة الحالة هذه كيف تطور المركز الألماني لحوسبة المناخ (دي كي آر زد) من بيئة أوبن ستاك القديمة إلى منصة سحابية قوية وقابلة للتوسع ومستقرة باستخدام فيش أو إس من ساردينا سيستمز.
تابع القراءة لتعرف كيف حوّل هذا التغيير العمليات اليومية للعميل، وضاعف قدرته الحسابية ثلاث مرات، ولماذا أثبت أوبن ستاك المُدار أنه الخيار المناسب لاحتياجات أبحاثهم المتطورة.
من الفوضى إلى الثقة المناخية: لماذا اختار دي كي آر زد سحابة أوبن ستاك المُدارة
يعتمد علم المناخ على الاتساق والسرعة والنطاق. منذ عام 1987، كان المركز الألماني لحوسبة المناخ (دويتشيس كليماريشينزينتروم، دي كي آر زد) في هامبورغ في قلب هذه الجهود، حيث يوفر موارد الحوسبة وتخزين البيانات والأدوات لآلاف الباحثين. هؤلاء علماء يحللون تغير المناخ، ويتنبؤون بأنماط الطقس، ويحاكون الأنظمة المعقدة للأرض.
يتطلب عملهم محاكاة طويلة ومجموعات بيانات ضخمة ونتائج دقيقة، مما يعني أن أعطال البنية التحتية ليست مجرد إزعاج؛ بل إنها مدمرة محتملة. أي عدم استقرار يمكن أن يؤخر المشاريع، أو يعرض النتائج للخطر، أو حتى يؤدي إلى فقدان البيانات – وهي مخاطرة غير مقبولة في علم المناخ.
بحلول عام 2021، أصبحت بيئة أوبن ستاك القديمة في المركز هشة للغاية لدعم احتياجات البحث الحديثة. كانت مشاكل الأداء والإصلاحات اليدوية تستنزف وقت وطاقة فريق تكنولوجيا المعلومات. في الوقت نفسه، لم يكن الانتقال إلى السحابة العامة فائقة التوسع خيارًا – كانت التكاليف وحجم بياناتهم تجعله غير عملي.
أدرك دي كي آر زد أنه حان الوقت للانتقال إلى ما هو أبعد من مجرد سحابة عاملة. كانوا بحاجة إلى منصة مصممة خصيصًا وجاهزة للبحث يمكنها التوسع والتكيف والتوصيل باستمرار. عندها قرروا الانتقال إلى ساردينا سيستمز ونشر فيش أو إس – وهي منصة إدارة سحابية مؤتمتة بالكامل تعتمد على أوبن ستاك ومعروفة بفعاليتها من حيث التكلفة ومرونتها وتحسين الأداء.
السحابة الخاصة المدعومة بفيش أو إس لدي كي آر زد
كان ترحيل عمليات دي كي آر زد إلى بيئة أوبن ستاك مُدارة مبنية بفيش أو إس مباشرًا – قرر الفريق نشر فيش أو إس على خوادم جديدة إلى جانب النظام القديم ونقل أعباء العمل تدريجيًا. تم نقل الأجهزة الافتراضية مع الحد الأدنى من الاضطراب، واقتصر وقت التوقف على يوم أو يومين فقط.
“كان انتقال دي كي آر زد إلى فيش أو إس سلسًا بالفعل: كانت عملية منظمة جيدًا من كلا الجانبين دون اضطرابات كبيرة. كان أحد المكونات الرئيسية المضافة أثناء النشر هو تروف، مما يتيح إمكانيات قاعدة البيانات كخدمة لدعم سير عمل البحث.”
دميتري كراسوفسكي، القائد الفني في ساردينا سيستمز.
التوسع بذكاء، وليس مجرد زيادة الحجم
لم تتوقف تحسينات البنية التحتية عند الاستقرار. منذ نشر فيش أو إس، ضاعف دي كي آر زد قدرته الحسابية أكثر من ثلاث مرات – من 268 إلى 928 نواة بحلول عام 2025. سمح التحول من الخوادم المادية إلى الأجهزة الافتراضية بتحسين استخدام الموارد وزيادة المرونة، خاصة مع تطلب مشاريع مثل اتحاد شبكة نظام الأرض (إي إس جي إف) لبنيات سحابية أصلية قابلة للتوسع.
إي إس جي إف هو اتحاد بيانات نظير إلى نظير يوفر وصولاً عالميًا إلى مخرجات نموذج المناخ ومجموعات البيانات الرصدية. ضمن هذا الإطار، يلعب دي كي آر زد دورًا مزدوجًا كعقدة بيانات وبوابة، مما يساعد على ضمان المشاركة والتحليل السلس لمجموعات البيانات الضخمة بين المؤسسات في جميع أنحاء العالم.
كما تلقت الواجهة الخلفية للتخزين ترقية رئيسية. تم تحويل مجموعة سيف إلى نظام فلاش كامل، مما زاد السعة من 140 تيرابايت إلى 265 تيرابايت. حسّن هذا التغيير بشكل كبير الأداء لسير العمل عالي الإنتاجية والمحاكاة واسعة النطاق.
للحفاظ على الأشياء حديثة ومستقرة، يتبع دي كي آر زد دورة ترقية منتظمة – حوالي مرة واحدة في السنة – مما يضمن للباحثين دائمًا الوصول إلى الأدوات الحالية دون المخاطرة باضطراب النظام.
سحابة ذاتية الخدمة مصممة للعلماء
اليوم، يدير دي كي آر زد بيئتي افتراضية: واحدة تدعم خدمات البنية التحتية الأساسية مثل المصادقة والبريد الإلكتروني، والأخرى – سحابة أوبن ستاك مدعومة بفيش أو إس – مصممة خصيصًا للباحثين.
أثبت هذا الإعداد ذاتي الخدمة أنه نقطة تحول. بدلاً من الانتظار لمسؤولي النظام، يمكن للباحثين الآن إطلاق مثيلات الحوسبة، وتشغيل محاكاتهم، وتحليل النتائج، ومشاركة النتائج – كل ذلك وفقًا لجدولهم الزمني الخاص.
تقرب هذه السحابة اللامركزية والمرنة مركز DKRZ من طريقة عمل البحث الحديث – المرنة والسريعة والمتصلة عالميًا. مع التخزين والشبكات الأسرع، يمكن للباحثين نقل البيانات بين الفرق والشركاء دون اختناقات.
وراء الكواليس، يضمن FishOS بقاء البيئة فعالة من حيث التكلفة وسريعة الاستجابة. خلال أوقات الذروة، يقوم النظام تلقائيًا بالتوسع إلى آلاف الخوادم. عندما ينخفض الطلب، يتقلص، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الموارد مع الحفاظ على الأداء.
التكامل مع الحوسبة عالية الأداء
لنمذجة ومحاكاة مناخ الأرض، يعتمد DKRZ على أنظمة الحوسبة عالية الأداء (HPC) القادرة على التعامل مع المتطلبات الحسابية الشديدة للنمذجة عالية الدقة والمحاكاة طويلة الأمد واستيعاب البيانات في الوقت الفعلي.
في حين أن السحابة المستندة إلى FishOS لا تشغل أحمال عمل HPC الخاصة بـ DKRZ مباشرة، إلا أنها تكملها من خلال إدارة المعالجة اللاحقة وتسليم البيانات حول بيئة HPC. يمكن للمستخدمين الوصول إلى بيانات HPC من الآلات الافتراضية الخاصة بهم باستخدام عملاء Lustre.
يضمن هذا الإعداد الهجين أن كل طبقة من البنية التحتية تلعب على نقاط قوتها: HPC للأداء، وOpenStack للوصول والسرعة.
عمليات رشيقة، تأثير عالمي
أحد أكثر الجوانب إثارة للإعجاب في نشر DKRZ هو كفاءة التشغيل. تتم إدارة بيئة OpenStack بأكملها من قبل موظفين اثنين فقط، بدعم من Sardina Systems.
“في الوقت الحالي، لدينا عدد قليل من الأشخاص يديرون بنشاط سحابة OpenStack الخاصة بنا. هذا ممكن فقط لأن Sardina Systems تزودنا بالدعم والخبرة التي نحتاجها. بالنسبة لفريق صغير، هذه ميزة هائلة – فهي توفر لنا الوقت والموارد مع الحفاظ على سير الأمور بسلاسة.”
ديرك ويلش، مسؤول النظام في DKRZ.
أصبحت الترقيات الآن متوقعة وروتينية. في يوليو 2025، يخطط الفريق للتحديث إلى أحدث إصدار من OpenStack Epoxy. لقد قللت عمليات تنظيف التكوين القديم، مثل التجديد الأخير لهياكل IP، من الاحتكاك وجعلت الترقيات المستقبلية أسهل.
تظهر رحلة DKRZ السحابية ما هو ممكن عندما تلتقي التكنولوجيا المناسبة بالشريك المناسب. مع FishOS، لم يستعد المركز الاستقرار فحسب، بل اكتسب المرونة والنطاق اللازمين لدعم البحث من الجيل القادم.
إذا كنت تتطلع إلى تحديث بنيتك التحتية دون التخلي عن التحكم أو تجاوز الميزانية، فإن Sardina Systems هنا للمساعدة. تواصل معنا اليوم للحصول على استشارة مجانية ومعرفة كيف يمكن لسحابة FishOS OpenStack المدارة دعم جهود فريقك.