Deutschland - Computerspeichereinheiten - Beschaffung von Serverinfrastruktur (4 Höheneinheiten mit 60 Festplatten á 24 TB am vorhandenen Controllerpaar NetApp 2720) für den wissenschaftlichen Anwendungsbereich der TRON

Die TRON gGmbH (TRON Translationale Onkologie an der Universitätsmedizin der Johannes Guten-berg-Universität gemeinnützige GmbH, nachfolgend "TRON") erforscht als unabhängige, gemeinnützige, translationale Forschungseinrichtung neue Diagnostika und Therapien für die Behandlung von Krebs und anderen Krankheiten mit hohem medizinischem Bedarf. Unternehmensgegenstand sind die Förderung von Wissenschaft und Forschung sowie des öffentlichen Gesundheitswesens auf den Ge-bieten der Onkologie und Immunologie. TRON hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Lücke zwischen der akademischen Grundlagenforschung und der marktorientierten Entwicklung der pharmazeutischen Industrie zu schließen. Um den hohen Anforderungen gerecht werden zu können, ist die TRON auf eine extrem leistungsstarke und ausfallsichere IT-Infrastruktur angewiesen, über die essentielle Anwendungen und Funktionalitäten der Forschungseinrichtungen zentral laufen und verwaltet werden können. Um dies zu gewährleisten, hat die TRON in der Vergangenheit eine umfangreiche, auf die konkreten Anwendungen aus-gerichtete Serverinfrastruktur aufgebaut. Kernstück der Systemarchitektur ist eine individuell ausgestaltete Serverlandschaft, verteilt auf die Rechenzentren FR7 und FR8 des Rechenzentrumbetreibers Equinix (Germany) GmbH in Frankfurt am Main. Der Storage Cluster DC FR7 ist mit einem Diskpool von 90 Festplatten à 8 TB ausgestattet. Die Serverkapazitäten am FR7 speichern u.a. Daten von Volumes, auf denen das T?Laufwerk sowie Ablagestrukturen für Daten wissenschaftlicher Geräte (z.B. Sequencer) liegen. Die Speicherinfrastruktur ist essenziell für den laufenden Forschungsbetrieb. Die vorhandene Speicherkapazität muss dringend erweitert werden, da die Festplatten nahezu ausgelastet sind. Aktuell liegt die Speicherauslastung bei über 95 % und steigt kontinuierlich. Für einen ausfallsicheren Betrieb ist jedoch ausreichend freier Speicher erforderlich, um jederzeit handlungsfähig zu bleiben und kritische Systemzustände zu vermeiden. Bei einem kritischen Zustand würden die Systeme bis zum Stillstand ausgebremst, Datenoperationen wären nicht mehr möglich. Durch unerwartet hohe Datenmengen der neuen Laborgeräte mit schlechter Komprimierungs- und Deduplizierungsrate entstehen wöchentlich mehrere Terabyte neuer Forschungsdaten. Prinzipbedingt lassen sich keine verlässlichen Annahmen zur Effizienz der Datenreduktion treffen, da diese von datenspezifischen Faktoren wie Änderungsfrequenz und Datenstruktur abhängt. Im Allgemeinen können nur Daten mit erkennbaren inneren Mustern besser komprimiert werden. Um einen systemkritischen Zustand zu vermeiden, müssen ab einer bestimmten Auslastungsgrenze unverzüglich Gegenmaßnahmen ergriffen werden, die erhebliche Auswirkungen auf den wissenschaftlichen und administrativen Betrieb haben können. So müssten z.B. Sequencer zwangsabgeschaltet werden, um neue große Datenmengen zu verhindern. Dies würde die wissenschaftliche Arbeit massiv einschränken. Diese Gefahr besteht akut, wenn der Status quo fortgeführt wird. Eine Auslastung von ca. 98 % wird voraussichtlich binnen weniger Wochen erreicht. Spätestens dann muss mit der Verschiebung der Daten auf einen neuen Speicherort begonnen werden. In einem ersten Schritt sind rund 140 TB zu migrieren, was etwa vier bis fünf Tage dauern wird. Erst danach kann der Systemzustand wieder als unkritisch gelten. Bei der Umsetzung der notwendigen Maßnahme steht TRON vor besonderen Herausforderungen, die sich aus dem Serverstandort FR7 ergeben. Die Kapazitätserweiterung muss innerhalb derselben Struktur erfolgen. Der Schrankplatz in beiden Storage-Schränken ist begrenzt; für ein komplett neues System fehlen sowohl Einbauplatz als auch Netzwerkinfrastruktur. Eine Migration der gesamten Datenmenge in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit ist unmöglich. Hinzu kommt, dass Daten teilweise für mehrere Jahre im Archiv gesperrt sind; diese Sperren können nur systemintern übertragen werden. Dies ist ein Sicherheitsmechanismus zum Schutz der Backups, der auch mit Administratorrechten nicht umgangen werden kann. Aus dieser Zwangslage sieht sich TRON gezwungen, die Speicherkapazitäten im Rahmen der vorhandenen Produkte auszubauen und einen Anbieter zu wählen, der die erforderlichen Modifikationen kurzfristig vornehmen kann. Technisch bedeutet dies die Installation eines effizienten Shelfs mit 4 HE und 60 Festplatten à 24 TB (ca. 1,5 PB) an das vorhandene Controllerpaar NetApp 2720 des bestehenden Clusters. Die Datenvolumes werden anschließend innerhalb des Clusters von den alten Diskshelfs auf das neue Diskshelf verschoben. Danach können die zwei alten Diskshelfs deinstalliert werden. Dadurch werden 2 × 4 HE frei; das neue Diskshelf benötigt nur 4 HE, sodass insgesamt 4 HE für weitere Anwendungen verbleiben. Der Speicherplatz für die vorhandenen Volumes wird faktisch verdoppelt, das End-of-Service-Life-Problem (Supportende ab September 2026) gelöst und es werden keine zusätzlichen Netzwerkports benötigt. Der Leistungsumfang ist nicht reduzierbar. Eine Reduktion durch Installation weniger Festplatten wäre technisch nicht zweckdienlich, da die Platten in Aggregaten zusammengefasst sind. Mit 60 × 24 TB liegt man ohne Cache an der Untergrenze; darunter entstünden Write Hotspots mit entsprechenden Performance-Engpässen. Zudem wird der Plattenstapel als Einheit mit 60 Platten geliefert. Aus Sicht von TRON ist dieses technische Set-up die einzige Möglichkeit, den kritischen Ist-Zustand zu beseitigen. Komponenten anderer Hersteller kommen nicht in Betracht, weil sie nicht in die vorhandenen Rahmenbedingungen integrierbar sind. Da die Systemumgebung hochspezialisiert, auf TRON zugeschnitten und die Umsetzung zeitkritisch ist, reduziert sich der in Frage kommende Anbietermarkt aus fachtechnischer Sicht faktisch auf null. TRON benötigt einen leistungsstarken Auftragnehmer, der die Umsetzung unmittelbar beginnen kann und mit den Gegebenheiten vor Ort vertraut ist. Einarbeitungs- oder umfangreiche Projektvorbereitungszeiten sind unbedingt zu vermeiden. Vor diesem Hintergrund beabsichtigt TRON, die Firma CRIMSON Technology zu beauftragen. Das spezialisierte Systemhaus kann kurzfristig die benötigten Komponenten bereitstellen und ist durch frühere Projekte am FR7 bereits umfassend in die bestehenden Rahmenbedingungen eingearbeitet. CRIMSON ist nach Einschätzung von TRON der einzige Anbieter, der unmittelbar mit der Arbeit beginnen kann.