München, Starnberg, 16. Jan. 2016 - Lösung aus Fujitsu ETERNUS DX Storage mit Quantum StorNext Filesystem bildet einen shared scale-out Tiered SAN Storage Pool...

Zum Hintergrund: Die Wissenschaftler am Göttinger Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin (EXME) beschäftigen sich mit der medizinischen Grundlagenforschung in den Neurowissenschaften und der Onkologie. Sie erforschen mit Hilfe von Licht- und Elektronen-Mikroskopen die Gehirnentwicklung und die molekularen Grundlagen der Signalübertragung zwischen Nervenzellen. Die hochauflösenden Mikroskope generieren pro Tag rund 1 Terabyte Daten, die in dem Datenspeicher des Instituts gespeichert werden. Das EXME benötigte ein Storage-System, in dem die Mitarbeiter alle ihre Projektdaten sowie ihre Daten aus dem Arbeitsalltag (Home Directories) abspeichern können und der dynamisch mitwächst.

Zur Herausforderung

• In den letzten Jahren ist der Bedarf an Speicherplatz im Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin drastisch gestiegen. Vor allem die Licht- und Elektronen-Mikroskope generieren durch eine immer bessere Auflösung und die damit verbundene steigende Anzahl an Pixeln größere Datenmengen. Anwenderzitat: „Unsere neuesten Mikroskope generieren inzwischen multidimensionale Bilder (Stacks) mit einer mittleren Auflösung von (6 x 1024) x (8 x 1024) Pixeln in 12 Bit Tiefe“, sagt Hans-Joachim Horn, Leiter EDV/ IT am EXME-Institut. „Da kommen dann schnell sehr hohe Datenmengen zusammen; zurzeit sind 50 Gbyte/ Stack keine Seltenheit“, so der IT-Leiter. Aktuell sind dies circa 1 Terabyte Daten pro Tag. Die Daten, die von den Mikroskopen erzeugt werden, werden im Online-Speicher so lange bereitgehalten, bis das jeweilige Projekt abgeschlossen ist. Danach werden diese ins Tape-Archiv übernommen und der Online-Speicherplatz wird wieder freigegeben. Bislang wurden die Daten in hochskalierbaren Speichersystemen verschiedener Anbieter gespeichert. „Die Storage-Lösungen dieser Hersteller lassen sich zwar schnell und einfach erweitern. Da es sich dabei aber um geschlossene, proprietäre Systeme handelt, steigen die Kosten für die Wartung und Kapazitätslizenzen mit jedem zusätzlichen Speicherplatz enorm“, hebt Hans-Joachim Horn hervor.

• Ein weiteres Problem bestand darin, dass eine Archivierung der Daten nur durch Spiegelung in einem weiteren System der Hersteller möglich war, beziehungsweise durch Kopieren der Daten über Dateifreigaben im Netzwerk sichergestellt worden ist. „Um auch hier Kosten zu reduzieren, wollen wir künftig das Rechenzentrum der GWDG (Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen) für die Archivierung mit direkter Anbindung an das StorNext-System nutzen“, kommentiert der IT-Leiter.

Die Lösung

• Bei der Neukonzeption der Storage-Lösung fiel die Wahl auf das Speicherkonzept von microstaxx, bestehend aus ETERNUS DX Speichersystemen von Fujitsu in Verbindung mit Quantum StorNext. microstaxx, einer der Rahmenvertragspartner für die IT-Versorgung der Max-Planck-Institute, hat vier FUJITSU Storage ETERNUS DX200 Systeme über eine klassische SAN-Infrastruktur aus Glasfaserkabeln zu einer offenen Plattform verknüpft, die aktuell eine Speicherkapazität von rund 1,5 Petabyte zur Verfügung stellt. Den Zugriff auf die Daten organisiert ein Quantum StorNext-Filesystem. „Dieser Software-Layer ist in der Lage, alle Daten über ihren gesamten Lebenszyklus in verschiedenen Speicherklassen transparent zu managen und garantiert hochperformant die parallele Anbindung an die wissenschaftlichen Systeme, Server und Clients“, erläutert Henning Dorsch, Solution Sales Manager bei microstaxx, die Lösung.

• Installiert wurden vier FUJITSU Storage ETERNUS DX200 Systeme sowie ein Quantum StorNext-Filesystem: vier FUJITSU Storage ETERNUS DX200 Systeme sind über ein Quantum StorNext-Filesystem zu einem Online-Speicher gekoppelt. In diesem werden die Daten der laufenden Forschungsprojekte gespeichert. Nach Abschluss der Projekte werden die Daten über eine Datenleitung an das Rechenzentrum übertragen, dort archiviert und über das StorNext-Filesystem administriert.

Abb. 1: ETERNUS DX200 (Bildquelle: Fujitsu)

Produkte und Services

• 4 x FUJITSU Storage ETERNUS DX200 (zertifiziert für Quantum StorNext)

• Quantum StorNext Metadaten Appliance M662 XL

• 2 x Quantum Scalar i6000 Tape Library

• Quantum  StorNext-Filesystem

• Quantum Storage Manager

Installation, Implementierung, Professional Services und Inbetriebnahme – schlüsselfertig durch microstaxx

• Die vier ETERNUS DX200 Storage-Systeme sind jeweils mit 72 mal 6 Terabyte Nearline-SAS-Disks ausgestattet und lassen sich jeweils auf bis zu 264 Festplatten erweitern. „Der Charme der Lösung besteht in dem modularen Aufbau”, sagt EXME-IT-Leiter Hans-Joachim Horn. Der Speicherbedarf ist flexibel erweiterbar, sogar Systeme verschiedener Hersteller können eingebunden werden. „Zudem können wir künftig über das Quantum StorNext-Filesystem die Backup- und Archivierungs-Systeme im Rechenzentrum der GWDG nutzen“, so Horn.

• Die GWDG arbeitet ebenfalls mit Quantum StorNext-Software, die rund 7 Petabyte Speicher auf unterschiedlichen Speichersystemen verwaltet. Die Speicher im Rechenzentrum sind mit zwei Quantum Scalar i6000-Tape-Robotern verbunden. Der StorNext Storage Manager verschiebt dort die vorgehaltenen Daten regelbasiert auf großvolumige Speichersysteme sowie in ein Archiv. „Konzeptionell gewährleistet diese Verbindung der beiden StorNext-Instanzen über das Göttinger Wissenschaftsnetz GÖNET eine langfristig sichere Archivierung und Verfügbarkeit der Daten“, ergänzt Harry Wengner, Solution Sales Consultant bei microstaxx.

Abb.2: Scalar i6000-Tape-Roboter (Bildquelle: Quantum Corp.)

Kundenvorteile & Fazit:

• Durch die Installation des Fujitsu ETERNUS DX Storage-Systems wurden die Kosten deutlich reduziert. „Pro Terabyte betragen die Kosten nun etwa nur noch zwei Drittel im Vergleich zu bisher genutzten Speichersystemen – und das bei gleicher Funktionalität und Nutzerfreundlichkeit“, sagt IT-Leiter Horn. Darüber hinaus überzeugt das neue Speichersystem durch seine hohe Flexibilität und Leistungsfähigkeit. „Durch einfaches Hinzufügen weiterer Festplatten in die einzelnen ETERNUS Basissysteme können die IT-Mitarbeiter des Max-Planck-Instituts nun schnell und einfach zusätzliche Speicherkapazität bereitstellen“, erläutert microstaxx Solution Sales Manager Dorsch. Sollte irgendwann weitere parallele Speicherkapazität benötigt werden, als dies die vier Storage-Controller zurzeit liefern, ist das ebenfalls ohne große Probleme möglich. „Es müssten nur weitere SAN-Storage-Systeme hinzugefügt werden“, sagt Hans-Joachim Horn. Diese könnten sogar von einem anderen Hersteller stammen."

• Mit der nun installierten Lösung sind wir zum ersten Mal tatsächlich herstellerunabhängig“, lobt der IT-Leiter die gewonnene Flexibilität. Der administrative Aufwand sei bei solch offenen Systemen zwar deutlich höher, da anstehende Updates nun an verschiedenen Stellen durchgeführt werden müssen. Auch sei eventuell der Instandhaltungsaufwand in einem offenen System höher. „Hier habe ich viel mehr Hardware, daher ist auch die Wahrscheinlichkeit größer, dass eine Komponente mal ausfallen könnte“, erläutert Horn. Da das System jedoch ebenfalls eine wesentlich höhere Flexibilität und Redundanz bietet, habe man den Mehraufwand bewusst in Kauf genommen.

Weiterführende Informationen

Anwenderbericht > Massiv steigende Datenmengen beherrschen: Quantum StorNext bei der Gesellschaft für wissenschafliche Datenverarbeitung, GWDG in Göttingen