Quando a sua missão é modelar o clima da Terra, necessita de mais do que poder computacional — necessita de fiabilidade absoluta. Este estudo de caso explora como o Centro Alemão de Computação Climática (DKRZ) evoluiu do seu ambiente OpenStack legado para uma plataforma de nuvem poderosa, escalável e estável com o FishOS da Sardina Systems.
Continue a ler para saber como esta mudança transformou as operações diárias do cliente, triplicou a sua capacidade de computação e por que razão o OpenStack gerido provou ser a opção adequada para as suas necessidades de investigação em evolução.
Do Caos à Confiança Climática: Por Que Razão o DKRZ Optou por uma Nuvem OpenStack Gerida
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.
O seu trabalho requer simulações prolongadas, conjuntos de dados enormes e resultados precisos, o que significa que as falhas de infraestrutura não são apenas inconvenientes; são potencialmente devastadoras. Qualquer instabilidade pode atrasar projetos, comprometer resultados ou até levar à perda de dados — um risco inaceitável na ciência climática.
Em 2021, o ambiente OpenStack obsoleto do centro estava a tornar-se demasiado frágil para suportar as necessidades modernas de investigação. Problemas de desempenho e correções manuais estavam a esgotar o tempo e a energia da equipa de TI. Simultaneamente, a migração para a nuvem pública de hiperescala não era uma opção — tanto os custos como o tamanho dos seus dados tornavam-na impraticável.
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.
Nuvem Privada Alimentada por FishOS para o DKRZ
A migração dos processos do DKRZ para um ambiente OpenStack gerido, construído com FishOS, foi direta — a equipa decidiu implementar o FishOS em novos servidores juntamente com o sistema legado e gradualmente transferiu as cargas de trabalho. As máquinas virtuais foram transferidas com perturbação mínima, e o tempo de inatividade foi limitado a apenas um ou dois dias.
“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
As melhorias na infraestrutura não se limitaram à estabilidade. Desde a implementação do FishOS, o DKRZ mais do que triplicou a sua capacidade de computação — escalando de 268 para 928 núcleos até 2025. A mudança de servidores físicos para máquinas virtuais permitiu uma melhor utilização dos recursos e maior flexibilidade, especialmente à medida que projetos como a Federação de Rede do Sistema Terrestre (ESGF) exigiam arquiteturas escaláveis e nativas da nuvem.
A ESGF é uma federação de dados peer-to-peer que fornece acesso global a resultados de modelos climáticos e conjuntos de dados observacionais. Dentro desta estrutura, o DKRZ desempenha um duplo papel como nó de dados e portal, ajudando a garantir a partilha e análise sem problemas de conjuntos de dados massivos entre instituições em todo o mundo.
O backend de armazenamento também recebeu uma grande atualização. O cluster Ceph foi transformado num sistema totalmente flash, aumentando a capacidade de 140TB para 265TB. Esta mudança melhorou dramaticamente o desempenho para fluxos de trabalho de alto débito e simulações em grande escala.
Para manter as coisas modernas e estáveis, o DKRZ segue um ciclo regular de atualizações — cerca de uma vez por ano — garantindo que os investigadores têm sempre acesso a ferramentas atualizadas sem arriscar a perturbação do sistema.
Uma Nuvem de Autoatendimento Concebida para Cientistas
Atualmente, o DKRZ opera dois ambientes de virtualização: um que suporta serviços de infraestrutura core como autenticação e e-mail, e outro — uma nuvem OpenStack alimentada por FishOS — adaptada especificamente para investigadores.
Esta configuração de autoatendimento provou ser uma mudança de paradigma. Em vez de esperarem pelos administradores de sistema, os investigadores podem agora lançar instâncias de computação, executar as suas simulações, analisar resultados e partilhar descobertas — tudo de acordo com o seu próprio horário.
Esta nuvem descentralizada e flexível aproxima o DKRZ da forma como a investigação moderna funciona — ágil, em rápido movimento e globalmente conectada. Com armazenamento e redes mais rápidos, os investigadores podem mover dados entre equipas e parceiros sem estrangulamentos.
Nos bastidores, o FishOS assegura que o ambiente permaneça economicamente eficiente e responsivo. Durante períodos de carga de trabalho elevada, o sistema expande-se automaticamente para milhares de servidores. Quando a procura diminui, reduz-se, otimizando a utilização de recursos enquanto mantém o desempenho.
Integração com HPC
Para modelar e simular o clima da Terra, o DKRZ depende de sistemas de Computação de Alto Desempenho (HPC) capazes de lidar com os requisitos computacionais extremos de modelação de alta resolução, simulações a longo prazo e assimilação de dados em tempo real.
Embora a nuvem baseada em FishOS não execute diretamente as cargas de trabalho HPC do DKRZ, complementa-as gerindo o pós-processamento e a entrega de dados em torno do ambiente HPC. Os utilizadores podem aceder aos dados HPC a partir das suas máquinas virtuais utilizando clientes Lustre.
Esta configuração híbrida assegura que cada camada da infraestrutura explora os seus pontos fortes: HPC para desempenho, e OpenStack para acessibilidade e velocidade.
Operações Eficientes, Impacto Global
Um dos aspetos mais impressionantes da implementação do DKRZ é a sua eficiência operacional. Todo o ambiente OpenStack é gerido por apenas dois membros da equipa, com o apoio da 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, Administrador de sistemas no DKRZ.
As atualizações são agora previsíveis e rotineiras. Em julho de 2025, a equipa planeia atualizar para a mais recente versão OpenStack Epoxy. As limpezas de configurações antigas, como a recente revisão das estruturas IP, reduziram o atrito e facilitaram as futuras atualizações.
A jornada do DKRZ na nuvem demonstra o que é possível quando a tecnologia certa se encontra com o parceiro adequado. Com o FishOS, o centro não só restaurou a estabilidade, como também adquiriu a flexibilidade e a escala necessárias para apoiar a investigação de próxima geração.
Se procura modernizar a sua infraestrutura sem abdicar do controlo ou exceder o orçamento, a Sardina Systems está aqui para ajudar. Entre em contacto hoje para uma consulta gratuita e veja como uma nuvem OpenStack FishOS gerida pode apoiar os esforços da sua equipa.