当您的使命是模拟地球气候时，您需要的不仅仅是计算能力，还需要绝对的可靠性。这个案例研究探讨了 德国气候计算中心（DKRZ）如何从其传统OpenStack环境发展成为一个强大、可扩展和稳定的云平台，使用Sardina Systems的FishOS。
继续阅读，了解这一转变如何改变了客户的日常运营，将其计算能力提高了三倍，以及为什么托管OpenStack证明是满足其不断发展的研究需求的正确选择。
从混乱到气候自信：DKRZ为何选择托管OpenStack云
气候科学依赖于一致性、速度和规模。总部位于汉堡的德国气候计算中心（Deutsches Klimarechenzentrum，DKRZ）自1987年以来一直处于这些努力的中心，为数千名研究人员提供计算资源、数据存储和工具。这些科学家分析气候变化、预测天气模式，并模拟地球的复杂系统。
他们的工作需要长时间的模拟、庞大的数据集和精确的结果，这意味着基础设施故障不仅仅是不便；它们可能是毁灭性的。任何不稳定性都可能延迟项目、损害结果，甚至导致数据丢失——这在气候科学中是不可接受的风险。
到2021年，中心老化的OpenStack环境变得过于脆弱，无法支持现代研究需求。性能问题和手动修复正在耗尽IT团队的时间和精力。同时，转移到超大规模公共云并不是一个选项——成本和数据规模都使其不切实际。
DKRZ认识到是时候超越仅仅是功能性云了。他们需要一个量身定制的、适合研究的平台，可以扩展、适应并持续交付。就在这时，他们决定迁移到Sardina Systems并部署FishOS——一个完全自动化的、基于OpenStack的云管理平台，以其成本效益、灵活性和性能优化而闻名。
为DKRZ提供的FishOS驱动的私有云
将DKRZ的流程迁移到使用FishOS构建的托管OpenStack环境是直接的——团队决定在遗留系统旁边的新服务器上部署FishOS，并逐步迁移工作负载。虚拟机的转移造成的中断最小，停机时间仅限于一两天。
“DKRZ向FishOS的过渡确实很顺利：这是双方精心策划的过程，没有重大中断。部署期间添加的一个关键组件是Trove，它启用了数据库即服务功能，以支持研究工作流程。”
Sardina Systems的技术负责人Dmitry Krasovski。
更智能而不仅仅是更大规模的扩展
基础设施的改进并不仅限于稳定性。自FishOS部署以来，DKRZ的计算能力已经增加了三倍多——从2025年的268个核心扩展到928个核心。从裸机服务器转向虚拟机允许改进资源利用率并提高灵活性，尤其是像地球系统网格联邦（ESGF）这样的项目需要可扩展的云原生架构。
ESGF是一个点对点数据联邦，为气候模型输出和观测数据集提供全球访问。在这个框架内，DKRZ既扮演数据节点又扮演网关的双重角色，帮助确保全球机构之间海量数据集的无缝共享和分析。
存储后端也进行了重大升级。Ceph集群转变为全闪存系统，容量从140TB增加到265TB。这一变化极大地提高了高吞吐量工作流程和大规模模拟的性能。
为了保持系统的现代化和稳定性，DKRZ遵循定期升级周期——大约每年一次——确保研究人员始终能够访问最新工具，而不会冒系统中断的风险。
为科学家设计的自助服务云
如今，DKRZ运营两个虚拟化环境：一个支持核心基础设施服务，如身份验证和电子邮件；另一个是由FishOS驱动的OpenStack云，专门为研究人员定制。
这种自助服务设置已经证明是一个改变游戏规则的因素。研究人员现在可以按照自己的时间表启动计算实例、运行模拟、分析结果和共享发现，而不是等待系统管理员。
这种分散和灵活的云使DKRZ更接近现代研究的工作方式——敏捷、快速移动和全球互联。凭借更快的存储和网络，研究人员可以在团队和合作伙伴之间无瓶颈地移动数据。
在幕后，FishOS 确保环境保持经济高效和响应迅速。在工作负载高峰期，系统会自动扩展到数千台服务器。当需求下降时，它会缩减规模，在保持性能的同时优化资源使用。
与高性能计算（HPC）的集成
为了模拟和模拟地球气候，DKRZ 依赖于能够处理高分辨率建模、长期模拟和实时数据同化所需的极端计算要求的高性能计算（HPC）系统。
虽然基于 FishOS 的云不直接运行 DKRZ 的 HPC 工作负载，但它通过管理 HPC 环境周围的后处理和数据传输来补充它们。用户可以使用 Lustre 客户端从其虚拟机访问 HPC 数据。
这种混合设置确保每一层基础设施都发挥其优势：HPC 用于性能，OpenStack 用于可访问性和速度。
精简运营，全球影响
DKRZ 部署最令人印象深刻的方面之一是其运营效率。整个 OpenStack 环境仅由两名员工管理，并得到 Sardina Systems 的支持。
“目前，我们有几个人在积极管理我们的OpenStack云。这只有在Sardina Systems为我们提供所需的支持和专业知识时才有可能。对于一个小团队来说，这是一个巨大的优势——它节省了我们的时间和资源，同时保持了顺利运行。”
DKRZ 系统管理员 Dirk Welsch。
升级现在变得可预测且例行化。2025 年 7 月，团队计划更新到最新的 OpenStack Epoxy 版本。遗留配置的清理，如最近对 IP 结构的全面改造，减少了摩擦，使未来的升级更加容易。
DKRZ 的云计算之旅展示了正确的技术遇到合适的合作伙伴时能实现什么。借助 FishOS，该中心不仅恢复了稳定性，还获得了支持下一代研究所需的灵活性和规模。
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