Когда вашей миссией является моделирование климата Земли, вам необходимо нечто большее, чем вычислительная мощность — вам нужна абсолютная надежность. Данное исследование конкретного случая рассматривает, как Немецкий климатический вычислительный центр (DKRZ) эволюционировал от своей устаревшей среды OpenStack к мощной, масштабируемой и стабильной облачной платформе с помощью FishOS от Sardina Systems.
Мы расскажем как этот переход трансформировал повседневные операции заказчика, утроил его вычислительные возможности, и почему управляемый OpenStack оказался наиболее подходящим решением для их развивающихся исследовательских потребностей.
От хаоса к уверенности в климате: почему DKRZ выбрал управляемое облако OpenStack
Климатическая наука основывается на последовательности, скорости и масштабе. Расположенный в Гамбурге, Немецкий климатический вычислительный центр (Deutsches Klimarechenzentrum, DKRZ) находится в центре этих усилий с 1987 года, предоставляя вычислительные ресурсы, хранение данных и инструменты тысячам исследователей. Это ученые, которые анализируют изменения климата, прогнозируют погодные условия и моделируют сложные системы Земли.
Их работа требует длительных симуляций, огромных наборов данных и точных результатов, что означает, что сбои в инфраструктуре не просто неудобны, но потенциально разрушительны. Любая нестабильность может задержать проекты, скомпрометировать результаты или даже привести к потере данных — недопустимый риск в климатической науке.
К 2021 году устаревающая среда OpenStack центра становилась слишком хрупкой для поддержки современных исследовательских потребностей. Проблемы с производительностью и ручные исправления истощали время и энергию ИТ-команды. В то же время переход в гиперскалярное публичное облако не был вариантом — как затраты, так и объем их данных делали это непрактичным.
DKRZ осознал, что пришло время выйти за рамки просто функционирующего облака. Им требовалась специализированная, готовая к исследованиям платформа, способная масштабироваться, адаптироваться и стабильно работать. Именно тогда они решили перейти на Sardina Systems и развернуть FishOS — полностью автоматизированную платформу управления облаком на основе OpenStack, известную своей экономической эффективностью, гибкостью и оптимизацией производительности.
Частное облако на основе FishOS для DKRZ
Миграция процессов DKRZ в управляемую среду OpenStack, построенную с помощью FishOS прошла бесперебойно — команда решила развернуть FishOS на новых серверах параллельно с устаревшей системой и постепенно перенести рабочие нагрузки. Виртуальные машины были перенесены с минимальными нарушениями, а простои были ограничены всего одним-двумя днями.
«Переход DKRZ на FishOS действительно прошел гладко: это был хорошо организованный процесс с обеих сторон без серьезных сбоев. Ключевым компонентом, добавленным во время развертывания, был Trove, обеспечивающий возможности базы данных как услуги для поддержки исследовательских рабочих процессов.»
Дмитрий Красовский, Технический руководитель в Sardina Systems.
Расширение инфраструктуры с умом
С момента развертывания FishOS, DKRZ более чем утроил свои вычислительные мощности — увеличив их с 268 до 928 ядер к 2025 году. Переход от серверов без операционной системы к виртуальным машинам позволил улучшить использование ресурсов и обеспечить большую гибкость, особенно поскольку проекты, такие как Earth System Grid Federation (ESGF), требовали масштабируемых, облачно-ориентированных архитектур.
ESGF — это одноранговая федерация данных, обеспечивающая глобальный доступ к выходным данным климатических моделей и наблюдательным наборам данных. В рамках этой структуры DKRZ играет двойную роль как узел данных и шлюз, помогая обеспечить беспрепятственный обмен и анализ массивных наборов данных между учреждениями по всему миру.
Система хранения также получила значительное обновление. Кластер Ceph был преобразован в полностью флэш-систему, увеличив емкость с 140 ТБ до 265 ТБ. Это изменение значительно улучшило производительность для высокопроизводительных рабочих процессов и крупномасштабных симуляций.
Чтобы поддерживать систему современной и стабильной, DKRZ следует регулярному циклу обновлений — примерно раз в год — обеспечивая исследователям постоянный доступ к актуальным инструментам без риска нарушения работы системы.
Автоматизированное облако для ученых
Сегодня DKRZ управляет двумя средами виртуализации: одна поддерживает основные инфраструктурные службы, такие как аутентификация и электронная почта, а другая — облако OpenStack на базе FishOS — специально адаптирована для исследователей.
Эта настройка самообслуживания оказалась переломным моментом. Вместо ожидания системных администраторов, исследователи теперь могут запускать вычислительные экземпляры, проводить свои симуляции, анализировать результаты и делиться выводами — все по собственному графику.
Это децентрализованное и гибкое облако приближает DKRZ к современному способу проведения исследований — гибкому, быстродвижущемуся и глобально связанному. С более быстрым хранилищем и сетью исследователи могут перемещать данные между командами и партнерами без узких мест.
За кулисами FishOS обеспечивает экономическую эффективность и отзывчивость среды. Во время пиковых нагрузок система автоматически масштабируется до тысяч серверов. Когда спрос падает, она сокращается, оптимизируя использование ресурсов при сохранении производительности.
Интеграция с высокопроизводительными вычислениями
Для моделирования и симуляции климата Земли DKRZ полагается на системы высокопроизводительных вычислений (HPC), способные справляться с экстремальными вычислительными требованиями высокоточного моделирования, долгосрочных симуляций и ассимиляции данных в реальном времени.
Хотя облако на базе FishOS не выполняет напрямую рабочие нагрузки HPC DKRZ, оно дополняет их, управляя постобработкой и доставкой данных вокруг среды HPC. Пользователи могут получать доступ к данным HPC со своих виртуальных машин, используя клиенты Lustre.
Эта гибридная конфигурация обеспечивает, что каждый уровень инфраструктуры играет на своих сильных сторонах: HPC для производительности, а OpenStack для доступности и скорости.
Эффективные операции, глобальное влияние
Одним из наиболее впечатляющих аспектов развертывания DKRZ является его операционная эффективность. Вся среда OpenStack управляется всего двумя сотрудниками при поддержке Sardina Systems.
«В настоящее время у нас есть пара человек, активно управляющих нашим облаком OpenStack. Это возможно только потому, что Sardina Systems предоставляет нам необходимую поддержку и экспертизу. Для небольшой команды это огромное преимущество — это экономит наше время и ресурсы, сохраняя при этом бесперебойную работу.»
Дирк Вельш, системный администратор в DKRZ.
Обновления теперь предсказуемы и рутинны. В июле 2025 года команда планирует обновиться до последней версии OpenStack Epoxy. Очистка устаревших конфигураций, такая как недавняя реорганизация IP-структур, снизила трение и облегчила будущие обновления.
Облачное путешествие DKRZ показывает, что возможно, когда правильные технологии встречаются с правильным партнером. С FishOS центр не только восстановил стабильность, но и получил гибкость и масштабируемость, необходимые для поддержки исследований следующего поколения.
Если вы ищете способ модернизировать свою инфраструктуру, не отказываясь от контроля и не превышая бюджет, Sardina Systems готова помочь. Свяжитесь с нами сегодня для бесплатной консультации и узнайте, как управляемое облако OpenStack FishOS может поддержать усилия вашей команды.