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Infrastruktur

Intelligentes Energiemanagement im Zuse-Institut Berlin

27. Oktober 2011, 10:42 Uhr | Marius Schenkelberg, freier Journalist

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Technologien im ZIB

Das Grundprinzip der zentralen Datenhaltung im ZIB besteht aus einem mehrstufigen Speicherkonzept mit einem Verbund aus Platten- und Bandspeichern. Über ein Fibre-Channel-(FC-)Netzwerk mit 458 Ports können die zentralen Server der Datenhaltung auf die Plattensysteme zugreifen. Diese Server ermöglichen dann ihrerseits auf verschiedenen technischen Wegen Anwendern den Zugriff auf die virtuellen Platten. In der Regel erfolgen die Zugriffe über das IP-Netz, das mit 10 GBit/s im Bereich der Server und Außenanbindungen sowie 1.458 Ports mit 1 GBit/s zur Versorgung der Arbeitsplätze besteht.

Die zentralen Server sorgen dafür, dass die Platten eine scheinbar grenzenlose Kapazität haben. Dazu werden die Daten von den Platten zeitnah nach ihrem Eintreffen auf die Bänder kopiert. Wenn die Platten überzulaufen drohen, werden gesicherte Dateiinhalte gelöscht, wobei der Dateieintrag weiterhin online erhalten bleibt. Wenn auf eine so ausgelagerte Datei zugegriffen wird, laden die Server die entsprechenden Daten automatisch aus dem Bandarchiv auf die Platten zurück.

Damit verbleiben weitgehend nur aktuell benutzte Daten auf den Platten, während die Masse der länger unbenutzten Daten energiesparend auf Bändern gelagert wird. Der als Cache betriebene Online-Speicher hat eine Gesamtgröße von 1 Petabyte. Zum Vergleich: Noch im Jahr 2004 betrug die Gesamtdatenmenge im World-Wide-Web (Texte, Bilder, Videos) nach Schätzungen rund 10 Petabyte. Das Bandarchiv besteht aus drei Bandspeichersystemen „Oracle STK SL8500“. Jedes der Systeme besteht aus vier Ebenen, auf denen jeweils zwei Handbots laufen. Zwei der SL8500 sind untereinander mit vier Durchreichen verbunden und fungieren wie ein System.

Aus Sicht der nutzenden Rechner stellt das gesamte System ein Bandarchiv aus zwei Bibliotheken mit insgesamt 18.000 Stellplätzen für Bänder dar, was einer maximalen Kapazität von etwa 27 Petabyte entspricht. 24 Handbots transportieren die Bänder zwischen den Ablagefächern und 44 Bandlaufwerken.

Alle Teile der zentralen Dienste, also Netzkomponenten, Plattenspeicher, Magnetbandspeicher und Server, sind als Hochverfügbarkeitslösung ausgelegt. Dies bedeute, dass der Ausfall einer Komponente lediglich einen vorübergehenden Leistungsverlust aber nicht den Ausfall des Dienstes bewirkt. Um auch gegen kurzzeitige Störungen der Stromversorgung abgesichert zu sein, verfügen alle Komponenten über mindestens eine doppelte Zahl von Netzteilen, wie zum Betrieb benötigt. Die Hälfte der Netzteile ist am normalen Rechnerstrom angeschlossen. Die andere Hälfte wird über eine große USV versorgt. Diese ist so dimensioniert, dass bei einem längeren Stromausfall das sichere Beenden und Herunterfahren des Betriebes gewährleistet werden soll.