Serverumgebung virtualisiert

Scale-out-Storage optimiert universitäre IT-Landschaft

Das Digitalisierungsprojekt rund um das „Archiv der Moderne“ ist der Grund für das rasante Datenwachstum an der Bauhaus-Universität Weimar. Um die Anforderungen erfüllen zu können, wurde die Serverumgebung im Unirechenzentrum virtualisiert.

1919 wurden in Weimar die beiden dortigen Kunst- und Kunstgewerbeschulen zum Ausgangspunkt der Bauhaus-Bewegung, deren Formensprache das Produktdesign bis in die heutige Zeit hinein prägt. Zwar wechselte das Bauhaus unter Leitung des Architekten Walter Gropius wenige Jahre später nach Dessau. Dennoch hinterließ die neue Ästhetik ihre Spuren in der Stadt. So zählen mehrere Gebäude der Bauhaus-Universität Weimar zum Weltkulturerbe der Unesco.

Das „Archiv der Moderne“ der Bauhaus-Universität Weimar birgt eine einzigartige Sammlung für Architektur und Ingenieurbau mit architektonischen Modellen, Skizzen, Dias und Aquarellen berühmter Architekten. Um die wertvolle Sammlung einem breiten Nutzerkreis zugänglich zu machen, wird sie schrittweise digitalisiert und in webfähigen Datenbanken abgespeichert.

Das Digitalisierungsprojekt rund um das „Archiv der Moderne“ ist der Grund für das rasante Datenwachstum an der Bauhaus-Universität Weimar. Derzeit wird der Anstieg auf 20 bis 25 Prozent pro Jahr geschätzt. Dafür sorgen neben der Erbe-Archivierung auch die IT-Anwendungen, mit denen das Servicezentrum die technologischen Bedingungen für Forschung und Lehre in Weimar stetig verbessert.

Um neue Anforderungen flexibel und mit kosteneffizient erfüllen zu können, wurde in den vergangenen Jahren insbesondere die Serverumgebung im Unirechenzentrum virtualisiert. Etwa 15 Cisco UCS Blades unter VMware vSphere 5.5 dienen heute als Hosts für rund 244 virtuelle Maschinen. Der Virtualisierungsgrad liegt damit bei deutlich über 80 Prozent. Etliche der Uni-Anwendungen basieren auf Open-Source-Software, darunter das E-Mail-System sowie diverse Webserver und mySQL-Datenbank-Anwendungen. Das Hochschulinformationssystem hingegen stammt von HIS – eine für die deutsche Bildungslandschaft gängige Lösung.

„Die Altsysteme waren technologisch gleichsam verschlissen und hatten ihre Kapazitätsgrenzen erreicht. Eine weitere Skalierung wäre unverhältnismäßig teuer und mit hohem Aufwand verbunden gewesen“, kommentiert Hartmut Holzel, Leiter des Servicezentrums für Computersysteme und -kommunikation an der Bauhaus-Universität Weimar. Nach der Ausschreibung eines einheitlichen Speichersystems für strukturierte und unstrukturierte Daten erhielt das Systemhaus Concat AG den Auftrag.

Daten- und Ausfallsicherheit auf höchstem Niveau


Zentraler Bestandteil des Lösungskonzepts ist ein EMC Isilon Cluster der X-Serie: „Das Einzigartige an diesem Scale-out-Speicher ist das Single-File-Betriebssystem OneFS“, erläutert Michael Gosch, Vertriebsleiter Forschung & Lehre bei Concat. Alle Daten der Universität – unabhängig vom Protokoll NFS, CFIS, FTP oder http – werden in einem umfassenden Dateiverzeichnis mit beliebig vielen Unterordnern abgelegt. Sobald eine Datei im Isilon-System ankommt, wird sie in kleine Einheiten – sogenannte Stripes – zerlegt und auf verschiedene Knoten im Cluster verteilt. Bei Lesezugriffen werden die Stripes umgekehrt wieder zusammengesetzt. Die Knoten sind dabei über Infiniband-Leitungen untereinander vernetzt und arbeiten zudem gemeinsam in einem Cache-Verbund. So erreichen diese Systeme eine aggregierte Durchsatzrate von mehr als 30 Gigabyte pro Sekunde.

„Dank der modularen Knoten-Architektur lässt sich das Maß an Redundanz flexibel regulieren“, so Michael Gosch. Und weiter: „Beim Schreiben werden die Stripes mit individuellen Paritäten versehen. So lässt sich der Schutzgrad je nach Bedarf granular festlegen, auf Cluster- oder Verzeichnis- bis hinab zur Dateiebene. Das Speichersystem enthält damit sozusagen sein eigenes Backup/Recovery.“ Falls eine Platte ausfällt, werden die Dateien im Cluster automatisch neu verteilt. Manuelles Wiederherstellen von beschädigten Dateien ist nicht mehr erforderlich. Um für die Plattform darüber hinaus auch eine sogenannte Geo-Redundanz für Datensicherheit im Katastrophenfall zu realisieren, läuft an einem anderen, etwa einen Kilometer entfernten Standort ein zweiter, via Glasfaser angebundener Cluster.

Skalierbarkeit: Einfach statt kompliziert


Entscheidend für das IT-Team im Weimarer Uni-Rechenzentrum ist die intelligente Architektur der Lösung: „Sie erleichtert sowohl die Skalierung als auch die Speicherbereitstellung für virtuelle Maschinen und somit das tägliche Storage-Management“, sagt Hartmut Hotzel. Einmal im Rack, ist die Inbetriebnahme neuer Knoten und sogar ganzer Cluster in wenigen Minuten bei laufendem Betrieb erledigt. Weder Studierende noch Lehrende werden mit Serviceeinschränkungen konfrontiert.

Wenn in Zukunft der Kapazitäts- und Performancebedarf im erwarteten Maß weiterwächst, kann der Cluster zum gegebenen Zeitpunkt um zusätzliche Knoten ergänzt werden. Durch Auswahl unterschiedlicher Medientypen – schnelle SSDs versus preisgünstige Harddisks – kann dabei sehr genau in Richtung Performance oder Kapazität skaliert werden. Zugleich sorgt die automatische Lastverteilung dafür, dass auf den Medien keine Hotspots entstehen, die als Performancebremse wirken können.

www.uni-weimar.de

germany.emc.com

www.concat.de

Bildquelle: Bauhaus-Universität Weimar, Foto: Nathalie Mohadjer

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