مركز بيانات وحدات في خدمة مصادم هادرون الكبير

خلال العشرين عامًا الماضية ، تظهر مراكز البيانات مثل الفطر بعد المطر ، وهذا أمر مفهوم. بالإضافة إلى المؤشرات الكمية ، يتم تطوير مؤشرات نوعية أيضًا - أشكال جديدة ، طرق جديدة لبناء البيئة. أصبح أحد هذه الابتكارات مراكز بيانات معيارية. لأول مرة ، كان الجيش قادراً على تقييم فعالية الحلول القائمة على حاوية موحدة ، وكان هم الذين كانوا رواد استخدام مراكز البيانات المبنية على أساس وحدات. أصبح الانتشار السريع لقوة الحوسبة والقدرة على تخزين البيانات في أقصى المناطق النائية من الأرض حلاً سحريًا للجيش في العالم مع زيادة حجم المعلومات التي يتم إنشاؤها يوميًا. بفضل Sun Microsystems ، بالفعل في عام 2006 ، أصبحت مراكز البيانات المعيارية متاحة للمستهلكين المدنيين. لكن يبدو من سيحصل عليها؟ في ظل ظروف النضال العنيف للمشاركين في سوق تكنولوجيا المعلومات للحصول على أداء عالي للأجهزة ، فإن مزايا نمطية مراكز البيانات ، في معظم حالات الحياة المدنية ، يتم تجاوزها بلا رحمة من قبل مجموعة كاملة من السلبيات الناتجة عن هذه الوحدة. ولكن كما أظهر الوقت ، ليس كل شيء واضحًا جدًا بشأن هذا الموضوع وقد وجد المنتج مستهلكًا له. أحد هؤلاء المستهلكين ، بغض النظر عن مدى دهشتهم ، كان CERN. من بنات أفكار المنظمة هو مصادم هادرون كبير ، متضخم مع اثنين من مراكز البيانات المعيارية الجديدة. قرار غريب جدا؟ هذا وليس فقط سيتم مناقشته.




الحاوية - كل شيء بارع بسيط!

بقدر ما هو معروف لأول مرة تم تنفيذ هذه الفكرة مع حاوية من قبل الجيش - لتعبئة إطار معدني مع رفوف الخادم ، ودمج نظام التبريد فيها ، وهنا حل جاهز. ولكن مع كل النفعية في حاوية البيانات هذه ، تثور أسئلة حول المرونة وفعالية أداء عملية ملء البيانات. يتوافق مقدار الأجهزة القياسية المثبتة مع المهام المنجزة ، لأن تراكم تخصيص رفوف الخادم هناك محدود للغاية. من ناحية ، لا يسمح عامل نموذج الحاوية لمسؤول الشبكة بالنشر فيه ، حرفيًا ومجازيًا. من ناحية أخرى ، يمكن أن يؤدي استبدال العبوة بأخرى أقوى إلى إتلاف أنظمة الحاويات الإضافية: الإمداد بالطاقة ، التبريد. حتى مع القدرة على زيادة قدرات هيكل الخادم بسهولة عن طريق تقديم حاوية أخرى ، لا يمكن حل مشكلة زيادة كفاءة حامل معين في الوحدة بأي شكل من الأشكال ، وهذا يحد بشكل كبير من نطاق هذا التصميم.



تحدد CERN مركز بيانات معياري

"حتى نهاية عام 2019 ، نخطط لتركيب مركزين جديدين للبيانات ، كل منهما سيخدم حصرياً كاشف LHC الخاص به. سيتم منح الكاشف المتعلق بتجربة LHCb ست وحدات ، وسيعمل كاشف تجربة ALISA على مركز بيانات مكون من أربع حاويات. سبب الحاجة إلى توسيع البنية التحتية الحالية هو تحديث هذه الكاشفات. وقال نيكو نيوفيلد ، نائب مدير أحد مشاريع CERN: "بعد الترقية ، ستزداد كمية البيانات الناتجة عن أجهزة الكشف بشكل كبير".



LHC (مصادم هادرون الكبير) - وهو مشروع تحت رعاية CERN ، وهو هيكل ضخم يقع على عمق حوالي 100 متر في قلب أوروبا الغربية ، على أراضي دولتين - فرنسا وسويسرا. يبلغ قطرها 8.5 كم ويبلغ طولها حوالي 27 كم ، ومن الصعب أن تندم LHC لبعدها عن الحضارة. المشروع بحد ذاته هو جوهر العلم الحديث ، محرك مكونه الأساسي. بالإضافة إلى ذلك ، تلبي البنية التحتية الحالية لتكنولوجيا المعلومات التي تخدم LHC جميع المعايير الحديثة ، بما في ذلك مراكز البيانات والعمود الفقري للألياف البصرية ، والتي تجمعها مع العالم بأسره. ما هو الهدف من قرار العلماء النوويين الأوروبيين من سيرن بزيادة قدرة البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات من خلال مراكز البيانات المعيارية؟

في الوقت الحالي ، يتم تلبية احتياجات المصادم مباشرة من خلال ما يصل إلى خمسة مراكز بيانات. من هذه ، تم تعيين أربعة إلى أربعة أجهزة استشعار رئيسية لكل من التجارب الرئيسية: ATLAS ، CMS ، ALISA و LHCb. مركز البيانات الخامس هو الأكبر - إنه المركز المركزي لمعالجة وتخزين البيانات التي تم جمعها من المجمع العلمي بأكمله من LHC.



"في الوقت الحالي ، يسجل الكاشف المركزي الذي يخدم تجربة LHCb الأحداث التي تحدث فيها بتردد قدره MHz 1 ، وبعد التحديث ، سيزداد تردد التثبيت بمقدار 40 مرة ، ويتخيل 40،000،000 سجل في الثانية" ، تابع نيكو.

ليس من المستغرب أن الأوقات الجديدة تتطلب معدات جديدة. زيادة تدفق البيانات هي اتجاه واسع النطاق ولا يوجد ما يدعو للدهشة لتحديث البنية التحتية للشبكة ، ولكن لماذا مراكز البيانات المعيارية؟ الجواب لم يمض وقت طويل.

هذا مدخرات صافية. تفاصيل أجهزة الكشف هي رشقات نارية قصيرة المدى لتوليد البيانات. تُعرف كمية البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة هذه الرشقات بدقة عالية جدًا ، لذلك نحن نعرف بالضبط مقدار مساحة القرص التي نحتاجها لتخزين البيانات وستكون هذه الكمية مناسبة حتى المرحلة القصوى من التجربة. علاوة على ذلك ، من خلال وضع وحدات الخادم في أقرب وقت ممكن من المستشعرات ، قللنا من طول اتصالات الألياف الضوئية اللازمة لنقل 30 PB من البيانات في فترة قصيرة من الزمن ، فإن تكلفة وضع هذه الاتصالات مؤثرة للغاية. "- أوضح نيكو.

وفقًا للمخطط الذي حدده موظف CERN ، بدأ الموقف مع اختيار البنية التحتية يصبح أكثر وضوحًا. سوف يصل دفق البيانات الضخم الناتج عن أجهزة استشعار LHC إلى مراكز معالجة البيانات الأولية وتخزينها في أقصر وقت ممكن ، وبعد ذلك ، في انتظار بدء المجس التالي ، ستتدفق المعلومات التي تم جمعها تدريجياً إلى مركز البيانات المركزي دون زيادة تحميل البنية التحتية للشبكة الحالية.

الحياة بعد هيغز



في الواقع ، تم إنشاء كل هذا الهيكل المغليث ، LHC ، بهدف كشف / دحض وجود قاعدة هيغز. في عام 2013 ، تم اكتشاف علامات الوجود غير المباشرة وحل المشكلة الأولية. لقد تطلب موظفو CERN سنة ونصف من توقف المصادم لتحديث أجهزة الكشف الحالية ، والتي يمكن أن تحل المشكلات الجديدة بالفعل. ومع ذلك ، لم يمر أكثر من ثلاث سنوات من تاريخ الإطلاق الجديد ، وفي الوقت الحالي يتوقع LHC تحديثًا آخر ، يجب أن يستمر إيقاف تشغيل المصادم من 2019 إلى 2021.

كما نرى هنا ، فإن الموقف هو أنه لا معنى لإثقال المشروع بالبنية التحتية الثقيلة ، لأنه بعد مرحلة قصيرة من جمع البيانات الإحصائية ، هناك فرص كبيرة للغاية في أن تختفي ببساطة. كما تبين الممارسة ، ستظل المشاريع الجديدة تتطلب بنية تحتية جديدة وغيرها من المعدات المشاركة فيها. يمكن دائمًا نقل الوحدات المثبتة الآن بسهولة إلى مكان آخر حيث سيكون استخدامها أكثر عقلانية.

"الآن تتم خدمة المستشعر من مشروع LHDb بواسطة خادم موجود بجواره مباشرة - تحت الأرض. قال نيكو: "هناك عاملان منعونا من تحديث هذا الموقع: المساحة المحدودة بسبب الزنزانة والمشاكل الناجمة عن عدم القدرة على تبريد الخادم بكفاءة".



تقع غرفة الخادم الحالية ، التي ذكرها موظف بالمركز العلمي ، على عمق 100 متر ، في لحظات ذروة الحمل على الخوادم ، تخلق كمية الحرارة التي تولدها الحاجة إلى توصيل سائل تبريد ساخن إلى السطح ، حيث يمكن نقل الحرارة الزائدة إلى الغلاف الجوي ثم العودة إلى القاع .

من الواضح أن التكاليف المرتفعة لتبريد الخوادم في الوحدات النمطية غير متوقعة. بالنظر إلى المناخ البارد لسفوح جبال الألب ، فإن PUE - معامل كفاءة نظام التبريد سيكون أقل من 1.1 (فقط 10 ٪ من الطاقة المستهلكة من قبل معدات الخادم ستذهب إلى تبريده).

حتى مارس 2019 ، سيتعين على جميع الوحدات العشر أن تأخذ أماكن تصميمها. قرب نهاية العام ، سيتم إحضار خطوط الألياف البصرية إلى مراكز البيانات ، فقط بعد أن البنية التحتية ستعمل. ومع ذلك ، ستكون قادرة على إثبات نفسها في مجال الأعمال في موعد لا يتجاوز ثلاث سنوات في وقت لاحق. الإطلاق الأول لمصادم هادرون الأكبر ، بعد التحديث ، تم التخطيط له بالفعل في عام 2021.

"ولكن الشيء الأكثر غرابة في مراكز البيانات الجديدة لدينا هو أننا لن نقدم مصدر طاقة احتياطية لهم. لمدة 6 سنوات من العمل في مركز علمي ، لم نشهد انقطاعًا في انقطاع التيار الكهربائي في حالات الطوارئ "، لخص نيكو نيوفيلد.



شكرا لك على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ تريد أن ترى المزيد من المواد المثيرة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية به لأصدقائك ، خصم 30٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من خوادم الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة حول VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية من 20 $ أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر خيارات مع RAID1 و RAID10 ، ما يصل إلى 24 مركزًا وما يصل إلى 40 جيجابايت من ذاكرة DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 مراكز) 10GB DDR4 240GB SSD 1 جيجابت في الثانية حتى يناير مجانًا عند الدفع لمدة ستة أشهر ، يمكنك طلب هنا .

ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ لدينا فقط 2 x Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD بسرعة 1 جيجابت في الثانية 100 TV من 249 دولارًا في هولندا والولايات المتحدة الأمريكية! اقرأ عن كيفية بناء البنية التحتية فئة باستخدام خوادم V4 R730xd E5-2650d تكلف 9000 يورو عن بنس واحد؟