華為和德國電信構建這朵高性能計算「螺旋星雲」有多厲害?

2020-12-03 CTI論壇

  在天文學圈裡,「螺旋星雲(Helix Nebula)」是天文愛好者的關注焦點,這個在1824年被發現的巨型行星狀星雲,距離地球大約700光年,後被譽為「上帝之眼」,長期閃耀於星際太空。

  近期,一個科學界的「螺旋星雲」誕生,以雲服務的形式向外輸出基礎設施資源,為以歐洲核子研究中心為首的10家世界頂尖級的科研機構提供科研支撐。

  2007年從史匹哲太空望遠鏡拍攝到的螺旋星雲的紅外線影像,來自美國國家航空航天局

  歐洲核子研究中心是誰?

  歐洲核子研究中心成立於1954年,現有22個成員國。是當今世界粒子物理前沿研究領域的領跑者,擁有世界上最高能量的大強子對撞機等全系列的粒子加速器系統。對人類的基礎科學研究以及推動新技術、新發明,尖端人才培養等方面做出了重要貢獻,是目前唯一一家擁有聯合國大會觀察員資格的國際前沿基礎研究組織。

  2013年歐洲核子研究中心正式宣布,發現了構成宇宙的最基本組成部件之一的「上帝粒子」——希格斯玻色子,這當屬其最近一次震驚世界的成果。另外,世界上第一個全球資訊網站的發布者——蒂姆·伯納斯·李(Tim Berners-Lee),當時就就職於歐洲核子研究中心,伯納斯此舉,就此為人類打開了精彩無限的網際網路時代大門。

  隨著IT時代的發展,創新技術的演進,為了滿足自身科研需求,歐洲核子研究中心在IT基礎設施建設上也做了很大投入。除了上文所提的發明了世界首個全球資訊網網站、第一個網絡伺服器、第一個瀏覽器之外,其在存儲、高性能計算領域,也一直走在世界前沿。據了解,目前,歐洲核子研究中心正在運營的私有雲,擁有7,000臺伺服器和190,000核,是世界上最大的OpenStack私有雲之一。除了供其自身使用之外,歐洲核子研究中心也將其開放給其他IT平臺,讓眾多歐洲研究機構共享其計算和存儲能力。

  業務量上升

  私有雲遇瓶頸

  隨著科研項目的持續上馬,其他科研院所的資源需求量也與日俱增,來自各研究機構的數據密集型科學計算需求越來越多,歐洲核子研究中心在IT設施方面遭遇三方面挑戰:

  • 首先,歐洲核子研究中心目前新增存儲需求達到50 PB每年(1PB約為100萬GB),而且這個數字每年還增加15%。其OpenStack私有雲不能經濟、彈性地滿足數據存儲和高性能計算的快速增長需求。
  • 其次,傳統的硬體採購、部署、在線應用安裝的投資巨大,交付周期長,無法匹配巨量計算需求的增長。想要通過對其現有的IT資源實施擴容,需要投入大量的資金與時間成本。
  • 第三,其現有數據中心的運營和維護費用高,例如其瑞士數據中心的電力費用在2015年增長一倍。

  綜合上述架構痛點,歐洲核子研究中心決定借力公有雲的力量來解決現有的IT瓶頸。

  德電開放電信雲

  賦能「螺旋星雲」威力無窮

  2016年,歐洲核子研究中心在自身原有的私有雲平臺基礎上,引入了公有雲資源,構建「螺旋星雲」科學雲(HNSciCloud)。目標是實現為歐洲科研教育機構提供高性能計算、大容量存儲、快速信息傳送等服務。最終,華為和德國電信T-Systems合作的德電開放電信雲,在眾多競爭者中脫穎而出,成為了「螺旋星雲」的小夥伴。

  據了解,促使歐洲核子研究中心考慮德電開放電信雲,有兩方面原因:

  • 一方面,開放電信雲基於華為OpenStack解決方案的FusionSphere進行搭建,並通過了負責制定OpenStack全球統一標準的OpenStack互操作性工作組測試,是基金會官方認可的「OpenStack Powered」公有雲平臺,可為用戶提供一致的核心服務。這使德電開放電信雲與歐洲核子研究中心現有的私有雲保持同架構,有利於其在私有雲和公有雲之間管理和遷移數據;
  • 另一方面,德電開放電信雲通過了歐洲最嚴苛的TUV安全認證以及全球最權威的CSA CSTAR雲認證,整體服務安全可靠。

  2016年4月起,歐洲核子研究中心開始試用德電開放電信雲,規模達到上千個高性能計算節點。通過試用,德電開放電信雲完全達到了「螺旋星雲」科學雲項目的要求。通過API調用接口,歐洲核子研究中心創建的所有其使用的計算節點性能都相當平穩。高性能的計算節點規格,I/O操作次數可達15000 IOPS, 125 MB/s streaming r/w ,高性能計算能力處於公有雲業界領先水平,充分滿足科研機構的雲端計算需求。

  另外,藉助德國電信在歐洲優勢的高速網絡連結能力,很好地滿足歐洲核子研究中心與德電開放電信雲,以及歐洲核子研究中心多個科研機構之間的快速傳送信息的要求。

  2016年11月2日,歐洲核子研究中心宣布與德電開放電信雲籤訂框架合同,覆蓋「螺旋星雲」科學雲的設計、原型和試驗階段。除了歐洲核子研究中心外,還有其它如下九家歐洲頂尖科研機構參與此項目,並使用此雲計算平臺,包括:

  • 義大利國家天文物理研究所(INFN),義大利
  • 德國電子同步加速器研究所(DESY),德國
  • 法國國家科學研究中心(CNRS),法國
  • 德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT),德國
  • 荷蘭國家超級計算和電子科技研究所(SURFsara),荷蘭
  • 英國科學技術設施委員會(STFC),英國
  • 歐洲生物信息研究所(EMBL),德國
  • 西班牙高能物理研究所(IFAE),西班牙
  • 歐洲同步電子輻射設施(ESRF),法國

  開放電信雲是德國電信的最新公有雲產品,華為是其技術合作夥伴。德電開放電信雲提供的組件和資源,包括虛擬計算、虛擬存儲、虛擬私有網絡、大容量帶寬、歸檔/備份系統以及彈性伸縮等其他服務。

  德電開放電信雲參與組建的「螺旋星雲」科學雲,從2016年11月起進入了解決方案設計階段,歐洲核子研究中心等的科研業務已經在上面運行。伴隨著「螺旋星雲」科學雲的推進,他們可以更好地享受雲計算所帶來的無窮力量。使得其獲得按需付費、靈活、快速的部署方式,加快了研究計算的速度,滿足了大容量存儲,低延時快速訪問的需求。

  華為和德國電信將與歐洲核子研究中心緊密配合,針對科研用戶不同場景的需求,調整和優化服務,最終在2018年完成整個「螺旋星系」科學雲的混合雲生態系統建設。

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  • 華為和德國電信構建的這朵高性能計算「螺旋星雲」有多厲害?
    2016年,歐洲核子研究中心在自身原有的私有雲平臺基礎上,引入了公有雲資源,構建「螺旋星雲」科學雲(HNSciCloud)。目標是實現為歐洲科研教育機構提供高性能計算、大容量存儲、快速信息傳送等服務。
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    德電開放電信雲賦能"螺旋星雲"威力無窮  2016年,歐洲核子研究中心在自身原有的私有雲平臺基礎上,引入了公有雲資源,構建"螺旋星雲"科學雲(HNSciCloud)。目標是實現為歐洲科研教育機構提供高性能計算、大容量存儲、快速信息傳送等服務。最終,華為和德國電信T-Systems合作的德電開放電信雲,在眾多競爭者中脫穎而出,成為了"螺旋星雲"的小夥伴。
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