Wenn Ihre Mission die Modellierung des Erdklimas ist, benötigen Sie mehr als nur Rechenleistung – Sie benötigen absolute Zuverlässigkeit. Diese Fallstudie untersucht, wie das Deutsche Klimarechenzentrum (DKRZ) sich von seiner veralteten OpenStack-Umgebung zu einer leistungsstarken, skalierbaren und stabilen Cloud-Plattform mit FishOS von Sardina Systems entwickelt hat.
Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie dieser Wechsel den Tagesablauf des Kunden transformiert, seine Rechenkapazität verdreifacht hat und warum sich verwalteter OpenStack als die richtige Lösung für ihre sich entwickelnden Forschungsbedürfnisse erwiesen hat.
Vom Chaos zur Klimazuversicht: Warum DKRZ sich für eine verwaltete OpenStack-Cloud entschied
Climate science runs on consistency, speed, and scale. Based in Hamburg, the German Climate Computing Center (Deutsches Klimarechenzentrum, DKRZ) has been at the center of these efforts since 1987, providing computing resources, data storage, and tools to thousands of researchers. These are scientists who analyze climate change, forecast weather patterns, and simulate the Earth’s complex systems.
Ihre Arbeit erfordert lange Simulationen, riesige Datensätze und präzise Ergebnisse, was bedeutet, dass Infrastrukturausfälle nicht nur unbequem, sondern potenziell verheerend sind. Jegliche Instabilität kann Projekte verzögern, Ergebnisse beeinträchtigen oder sogar zu Datenverlust führen – ein inakzeptables Risiko in der Klimawissenschaft.
Bis 2021 wurde die alternde OpenStack-Umgebung des Zentrums zu fragil, um moderne Forschungsanforderungen zu unterstützen. Leistungsprobleme und manuelle Korrekturen beanspruchten Zeit und Energie des IT-Teams. Gleichzeitig war ein Umzug in die hyperscale Public Cloud keine Option – sowohl die Kosten als auch die Größe ihrer Daten machten es unpraktikabel.
DKRZ recognized that it was time to move beyond just a functioning cloud. They needed a tailored, research-ready platform that could scale, adapt, and deliver consistently. That’s when they decided to migrate to Sardina Systems and deploy FishOS — a fully automated, OpenStack-based cloud management platform known for its cost-effectiveness, flexibility, and performance optimization.
FishOS-betriebene Private Cloud für DKRZ
Eine Migration der DKRZ-Prozesse in eine verwaltete OpenStack-Umgebung, die mit FishOS aufgebaut wurde, war unkompliziert – das Team entschied sich, FishOS auf neuen Servern parallel zum Altsystem zu implementieren und verlagerte die Workloads schrittweise. VMs wurden mit minimaler Unterbrechung übertragen, und die Ausfallzeit beschränkte sich auf nur ein oder zwei Tage.
“DKRZ’s transition to FishOS was smooth indeed: it was a well-orchestrated process from both sides without major disruptions. A key component added during deployment was Trove, enabling Database-as-a-Service capabilities to support research workflows.”
Dmitry Krasovskiy, Technical Lead at Sardina Systems.
Scaling Smarter, Not Just Bigger
Die Infrastrukturverbesserungen endeten nicht bei der Stabilität. Seit der FishOS-Implementierung hat das DKRZ seine Rechenkapazität mehr als verdreifacht – von 268 auf 928 Kerne bis 2025. Der Wechsel von Bare-Metal-Servern zu VMs ermöglichte eine verbesserte Ressourcennutzung und größere Flexibilität, insbesondere da Projekte wie die Earth System Grid Federation (ESGF) skalierbare, cloud-native Architekturen erforderten.
ESGF ist eine Peer-to-Peer-Datenföderation, die globalen Zugang zu Klimamodellausgaben und Beobachtungsdatensätzen bietet. In diesem Rahmen spielt das DKRZ eine doppelte Rolle als Datenknoten und Gateway und hilft dabei, den nahtlosen Austausch und die Analyse massiver Datensätze zwischen Institutionen weltweit sicherzustellen.
Das Storage-Backend erhielt ebenfalls ein großes Upgrade. Der Ceph-Cluster wurde in ein Vollflash-System umgewandelt, wodurch die Kapazität von 140TB auf 265TB erhöht wurde. Diese Änderung verbesserte die Leistung für Workflows mit hohem Durchsatz und großangelegte Simulationen dramatisch.
Um alles modern und stabil zu halten, folgt das DKRZ einem regelmäßigen Upgrade-Zyklus – etwa einmal im Jahr – und stellt sicher, dass Forscher immer Zugang zu aktuellen Werkzeugen haben, ohne das Risiko einer Systemunterbrechung einzugehen.
Eine Self-Service-Cloud, konzipiert für Wissenschaftler
Heute betreibt das DKRZ zwei Virtualisierungsumgebungen: eine zur Unterstützung zentraler Infrastrukturdienste wie Authentifizierung und E-Mail, und eine andere – eine FishOS-betriebene OpenStack-Cloud – speziell für Forscher zugeschnitten.
Dieses Self-Service-Setup hat sich als bahnbrechend erwiesen. Anstatt auf Systemadministratoren zu warten, können Forscher nun Recheninstanzen starten, ihre Simulationen durchführen, Ergebnisse analysieren und Erkenntnisse teilen – alles nach ihrem eigenen Zeitplan.
Diese dezentralisierte und flexible Cloud bringt das DKRZ näher an die Art und Weise, wie moderne Forschung funktioniert – agil, schnell beweglich und global vernetzt. Mit schnellerem Speicher und Netzwerk können Forscher Daten zwischen Teams und Partnern ohne Engpässe bewegen.
Im Hintergrund gewährleistet FishOS, dass die Umgebung kostengünstig und reaktionsschnell bleibt. Während Spitzenbelastungen skaliert das System automatisch auf Tausende von Servern. Bei sinkender Nachfrage fährt es herunter und optimiert so die Ressourcennutzung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Leistung.
Integration mit HPC
Um das Erdklima zu modellieren und zu simulieren, verlässt sich das DKRZ auf Hochleistungsrechnersysteme (HPC), die in der Lage sind, die extremen Rechenanforderungen hochauflösender Modellierung, langfristiger Simulationen und Echtzeit-Datenassimilation zu bewältigen.
Während die FishOS-basierte Cloud die HPC-Workloads des DKRZ nicht direkt ausführt, ergänzt sie diese, indem sie die Nachbearbeitung und Datenübermittlung rund um die HPC-Umgebung verwaltet. Benutzer können von ihren VMs aus mittels Lustre-Clients auf HPC-Daten zugreifen.
Dieser hybride Aufbau stellt sicher, dass jede Infrastrukturebene ihre Stärken ausspielt: HPC für Leistung und OpenStack für Zugänglichkeit und Geschwindigkeit.
Schlanke Betriebsführung, globale Wirkung
Einer der beeindruckendsten Aspekte der DKRZ-Implementierung ist ihre betriebliche Effizienz. Die gesamte OpenStack-Umgebung wird von lediglich zwei Mitarbeitern verwaltet, mit Unterstützung von Sardina Systems.
“Right now, we have a couple of people actively managing our OpenStack cloud. That’s only possible because Sardina Systems provides us with the support and expertise we need. For a small team, that’s a huge advantage — it saves us time and resources while keeping things running smoothly.”
Dirk Welsch, Systemadministrator am DKRZ.
Upgrades sind jetzt vorhersehbar und routinemäßig. Im Juli 2025 plant das Team ein Update auf die neueste OpenStack Epoxy-Version. Aufräumarbeiten in der Legacy-Konfiguration, wie die kürzlich durchgeführte Überarbeitung der IP-Strukturen, haben Reibungspunkte reduziert und zukünftige Upgrades erleichtert.
Die Cloud-Reise des DKRZ zeigt, was möglich ist, wenn die richtige Technologie auf den richtigen Partner trifft. Mit FishOS hat das Zentrum nicht nur die Stabilität wiederhergestellt, sondern auch die Flexibilität und Skalierbarkeit gewonnen, die zur Unterstützung der Forschung der nächsten Generation erforderlich sind.
Wenn Sie Ihre Infrastruktur modernisieren möchten, ohne die Kontrolle aufzugeben oder das Budget zu sprengen, steht Ihnen Sardina Systems zur Seite. Nehmen Sie noch heute Kontakt auf für eine kostenlose Beratung und erfahren Sie, wie eine verwaltete FishOS OpenStack-Cloud die Bemühungen Ihres Teams unterstützen kann.