Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (EVA)

Ausführliche Referenz

Das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (EVA) wurde im November 1997 gegründet und nahm im Frühjahr 1998 seine wissenschaftliche Arbeit auf. Anfang 1999 traf die Abteilung für Evolutionäre Genetik in Leipzig ein, die Abteilung für Humanevolution schloss sich dem Institut 2004 an. Das Institut erforscht die Geschichte der Menschheit mittels vergleichender Analysen von Genen, Kulturen, kognitiven Fähigkeiten, Sprachen und sozialen Systemen vergangener und gegenwärtiger menschlicher Populationen sowie Gruppen dem Menschen nahe verwandter Primaten. Die Zusammenführung dieser Forschungsgebiete, die Natur-, Sozial- und Geisteswissenschaften gleichermaßen repräsentieren, soll zu neuen Einsichten in die Geschichte, die Vielfalt und die Fähigkeiten der menschlichen Spezies führen.

Auf der Suche nach der Menschheit
Seit 1997 hat sich das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie auf die Fahnen geschrieben, die Ursprünge der menschlichen Entwicklung zu erkunden. Dafür sind die Forscher vor Ort auf der Suche nach Knochen, Fragmenten und anderen Hinterlassenschaften der frühen menschlichen Lebensformen. Zum anderen wird im Labor in Leipzig simuliert, nachgebildet und kombiniert. Leistungsstarke 3D-Software liest die im Feld gewonnenen Datensätze von Computertomographie-Scans (CT) ein und verwandelt sie in faszinierende, aufschlussreiche Bilder. Michael Gasch, Systemadministrator für die Abteilung Humanevolution, hat unter anderem die Aufgabe, für den notwendigen Speicherplatz zu sorgen: „Die CTScans erreichen leicht 100 Gigabyte Datenmenge und die Wissenschaftler erstellen natürlich eine ganze Reihe davon.“ Mitte 2005 löste er das Problem des notwendigen Speicherplatzes zuerst temporär über eine Kooperation mit der zentralen EDV-Abteilung. Danach wurde eine StorageTek FLX280 als Speicherarray angeschafft. Mitte 2006 platzte das System aus allen Nähten und es ging zum zweiten Mal darum, eine leistungsfähige und stabile Speicherlösung zu finden. Diesmal allerdings mit höherem Schwierigkeitsgrad. Neben günstigem Speicherplatz in großen Mengen – Gasch suchte nach einer Möglichkeit ein Online-Backup durchzuführen – mussten diesmal auch die Durchsatzwerte passen. 100 Megabyte pro Sekunde benötigt jede der Workstations, um die CT-Daten ohne spürbare Verzögerung zu verarbeiten.

Installation in Rekordzeit
Bei der ersten Ausschreibung wurde in erster Linie nach günstiger Kapazität gesucht. Sun machte unter den drei Kandidaten mit einer Storagetek FLX280 das Rennen. Zunächst erwarb das MPI 28 Terabyte Bruttokapazität, aber schon neun Monate später beantragte Michael Gasch beim zentralen Einkauf eine Erweiterung auf den Vollausbau von 81 Terabyte. Selbst dann war klar, dass das MPI über kurz oder lang in eine neue Lösung investieren musste, die Datenmengen waren schlicht zu groß. Nach der Konfiguration in RAID-Arrays und nach Abzug von Speicherplatz für Spiegelungen blieben 35 Terabyte Nettokapazität übrig. Nichtsdestotrotz erfreuten sich sowohl Administrator als auch Forscher an der stabilen und performanten Speicherlösung. „Und das Preis-Leistungsverhältnis passte perfekt“, erinnert sich Gasch.

Bei der zweiten Ausschreibung traten wieder mehrere Hersteller an. Wie beim ersten Mal auch Sun, diesmal allerdings mit einem Sun StorageTek 6540 Array. Diese Speichersysteme basieren auf Technik von LSI und sind speziell für große Datenbanken und Hochleistungscomputing konzipiert. Sie setzen die neue SBOD-Technik (Switched Bunch of Disks) ein, die für maximalen Durchsatz alle Laufwerke in einem Array parallel ansteuern kann.

Auch in diesem Fall ging das System von Sun als Sieger hervor. Ende 2006 wurde das neue Speichersystem geliefert und durch den Systempartner Controlware in Rekordzeit installiert. Dauerte die Implementierung des FLX280 mit Aufbau, Konfiguration und Schulungen noch knapp eine Woche, war die Installation nun nach einem Tag abgeschlossen. Schulungen waren nicht mehr nötig, denn – Vorteil der homogenen Umgebung – Gasch kannte den Umgang mit den Sun Speichersystemen schon aus eigener Erfahrung mit der FLX280.

Durchsatz wie gewünscht
Das MPI hatte sich beim neuen Speicherkonzept für eine durchgehende Ausstattung der Sun StorageTek 6540 mit SATA-Festplatten entschieden. Zum einen ging es darum, möglichst viel Kapazität für wenig Geld zu bekommen, um die Backup-Aufgaben zu erfüllen. Zum anderen ging der Administrator davon aus, dass das System so leistungsfähig ist, dass damit die gewünschte Performance problemlos erreicht werden konnte – auch mit den günstigen SATA-Platten. Ein Risiko ging Gasch nicht ein – die Controllertechnologie von LSI erlaubt die gemischte Bestückung von Fibre-Channel- und SATAPlatten in einem Chassis, im Notfall hätte er auf die schnelleren Fibre-Channel Platten umstellen können. Doch schon die ersten Tests erzielten, selbst ohne Optimierung durch das GPFS Clusterfilesystem von IBM, mehr als 80 MB/s Durchsatz. In der Tat: Die Marke von 100 MB/s wurde mit dem fertig konfigurierten System problemlos erzielt.

Mit der zusätzlichen Kapazität gewann das MPI deutlich an Sicherheit und Verfügbarkeit. Nun konnten die Daten der Abteilung Humanevolution auf zwei Speichersystemen abgelegt werden, die Arrays spiegeln ihre Files hostbasiert auf das jeweils andere Gerät. Beide stehen in verschiedenen Rechenzentren auf dem Campus und sind über ein redundantes SAN mit zwei Fabrics verbunden. Auch die anderen Elemente des SAN sind redundant ausgelegt, pro Fabric sorgen drei Switches von Brocade zusammen mit den LSI Fail-Over Treibern für einen zweiten Weg zu den Informationen.

Dauerbetrieb ohne Ausfälle
Beim Sun StorageTek 6540 hat sich bislang noch keine der 176 Festplatten bemerkbar gemacht. Je nach Verfügbarkeitsanforderungen der Applikation sind die Festplatten in RAID-1 oder RAID-5 Arrays konfiguriert. Diese Aufteilung muss nicht endgültig sein: Die LSI-Controller erlauben die Migration von RAID Levels im laufenden Betrieb, zum Beispiel von RAID-1 auf RAID-5.

Dabei sind die Ausfallzeiten beim MPI noch nicht einmal so streng bemessen. „Zur Not könnten wir einen Tag ohne Daten verschmerzen“, so Gasch. „Danach wird es allerdings sehr ungemütlich, weil nicht nur die wissenschaftliche Arbeit stockt sondern auch die komplette Abteilungsadministration ruht.“ Doch bislang kann davon keine Rede sein, die beiden Speichersysteme laufen ohne jedes Problem. Kein Überraschung also, wenn man Michael Gasch, der in seiner Abteilung als einziger Administrator sowohl für Server und Speicher als auch für die Anwenderbetreuung zuständig ist, nach seinem Urteil fragt: „Gut bis sehr gut“, bekommt man spontan zu hören. „Die Kombination aus Technik, Preis-Leistungsverhältnis und dem Einsatz der Firmen hat uns überzeugt.“