Die University of Exeter ist eine öffentliche Forschungsuniversität von Weltrang mit Sitz in Exeter, Devon, Südwestengland, Vereinigtes Königreich. Sie wurde 1955 durch den Zusammenschluss mehrerer Einrichtungen gegründet, deren Ursprünge bis in das Jahr 1838 zurückreichen. An ihren vier Standorten in Exeter und Cornwall sind 3100 akademische Mitarbeiter, 2600 Verwaltungsangestellte und 24.000 Studenten tätig. Sie ist außerdem Mitglied der Russell Group, einer Gruppe forschungsintensiver britischer Universitäten.
Dr. M.D. Sharma (MDS) ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im Exeter Center for Ecology and Conservation auf dem Penryn Campus in Cornwall. Er beaufsichtigt eine Gruppe von Forschungsstudenten in biowissenschaftlichen Bereichen wie Genomik und Evolutionsbiologie. Dr. Sharma bringt neben seinem Forschungshintergrund auch über 25 Jahre Erfahrung im Bereich der Informationstechnologie mit.
Dr. A. Cowley (AC) hat einen Forschungshintergrund in Materialwissenschaften und Maschinenbau, arbeitet seit etwa 25 Jahren im IT-Support und ist derzeit IT-Beauftragter für Forschung bei Exeter IT, ebenfalls auf dem Campus in Penryn. In dieser Funktion unterstützt er MINT-Forscher auf dem Campus und ist unter anderem für den Betrieb von HPC- und anderen forschungsspezifischen Systemen sowie für GIS, Programmierung und Datenbankunterstützung zuständig.
Die Herausforderung
Forscher verwenden häufig Anwendungen wie RStudio, NetLogo, MEGAN, Metashape und Matlab, um langwierige und vielschichtige Berechnungsanalysen durchzuführen. Je nach Größe und Komplexität der Datensätze können einige Berechnungen wochenlang laufen. Einige Benutzer bevorzugen die Verwendung von Befehlszeilenschnittstellen für ihre Arbeitsabläufe, während andere sich für die Verwendung von GUI-basierten Arbeitsabläufen entscheiden.
Ursprünglich implementierte die Abteilung Dell vWorkspace, das die Veröffentlichung von virtuellen Desktops und Anwendungen für die Forscher auf geräteunabhängige Weise ermöglichte. Als Dell die Einstellung von vWorkspace ankündigte, musste die Abteilung einen kosteneffizienten Ersatz finden, der die Arbeitsabläufe der Forscher unterstützen würde.
Das Team strebte eine Proof-of-Concept-Lösung an, die es ihm ermöglichen würde, einen sicheren virtuellen Forschungsarbeitsbereich zu schaffen, ohne auf vollständige virtuelle Desktops angewiesen zu sein, die im Allgemeinen ressourcenintensiv sind und mit der Zeit wachsen.
Die Notwendigkeit, umweltfreundlich zu sein
Die Abteilung wollte die Lebensdauer der vorhandenen Arbeitsplätze verlängern, um einen unnötigen Austausch zu vermeiden und die Umwelt zu schonen.
Auch nach einer 5-Jahres-Herstellergarantie kann die Server-Hardware noch einen erheblichen Nutzen für die Forschung haben. Eine Reihe von Forscherkollegen kauft zusätzliche Rechner, die sie für ihre eigenen Berechnungen "unter dem Schreibtisch" aufbewahren und die im Leerlauf noch Strom verbrauchen können. Die Konsolidierung ihrer Berechnungen auf diesen älteren Servern würde die Anschaffung weiterer Workstations überflüssig machen. Zusammengenommen verringern diese beiden Faktoren sowohl die Kosten für den Kauf von Hardware aus den Forschungsbudgets als auch die Anzahl der Geräte, die schließlich in die WEEE-Kanäle gelangen (ein britisches Regulierungssystem für Elektronikschrott).
Die Lösung
Die frühere Erfahrung von Inuvika mit dem Aufbau virtueller Forschungsumgebungen bot die Möglichkeit, die Vision des Teams zu verwirklichen und den Zugang der Forscher zu den Anwendungen zu konsolidieren.
OVD Enterprise unterstützt die von den Forschern benötigten Windows- und Linux-basierten Anwendungen zu wesentlich geringeren Kosten als konkurrierende Lösungen wie VMware Horizon.
"Als wir uns andere Lösungen auf dem Markt ansahen, konnten sie nicht das gleiche Preis-Leistungs-Verhältnis bieten wie OVD." Dr. M.D. Sharma
OVD Enterprise verfolgt auch einen "Reinraum"-Ansatz zur Konsolidierung und Sicherung von Daten und Anwendungen innerhalb des Rechenzentrums. Nach der Implementierung meldeten sich die Forscher an und erhielten die ihnen zugewiesenen Anwendungen wahlweise über eine gemeinsam genutzte Linux-Desktop-Oberfläche, ein Webportal oder nahtlos integriert in ihren eigenen lokalen Mac-, Windows- oder Linux-PC-Desktop. Von dort aus klickten sie einfach auf das Symbol und konnten die Anwendungen wie gewohnt nutzen. Die Anwendungen, Daten und die Verarbeitung der Daten befinden sich jedoch nie lokal auf dem Gerät des Benutzers, sondern laufen auf den Servern der Abteilung. Die Daten sind im Rechenzentrum gesichert, und die Berechnungen können über lange Zeiträume hinweg ohne das Risiko externer Unterbrechungen zuverlässig ausgeführt werden. Auf betriebssystemspezifische Anwendungen, die auf einem OVD-Applikationsserver laufen, kann dann auf einer Reihe von lokalen Systemen zugegriffen werden, was normalerweise entweder aufgrund der Maschinenspezifikationen oder eines inkompatiblen Betriebssystems nicht möglich wäre. Die Möglichkeit, von jedem Gerät aus auf Anwendungen zuzugreifen, war für das Team sehr attraktiv:
"Ich mag die Thin-Client-Methodik von OVD. Wir können mit Linux-Anwendungen und gemeinsam genutzten Remote-Desktops auf jeder Art von Rechner arbeiten. Das ist sehr praktisch." Dr. M.D. Sharma
Nach der Konsolidierung der verschiedenen CentOS- und Ubuntu-Linux-Server der Abteilung hat das Team auch den Session Manager von OVD feinabgestimmt, um den Datenverkehr auf präzise Weise auszugleichen. Nehmen wir zum Beispiel an, dass ein Anwendungsserver vorrangigen Benutzerzugriff für eine bestimmte Art von Arbeitsablauf oder Benutzer benötigt. In diesem Fall kann OVD so konfiguriert werden, dass die CPU-Auslastung begrenzt und der Benutzerzugriff auf Anwendungen außerhalb des für den Server vorgesehenen Workflows eingeschränkt wird. Dadurch wird bei Bedarf ein Quality-of-Service-Level für vorrangige Workflows geschaffen. In den Lücken zwischen den Rechenläufen können ungenutzte Rechenzyklen im gesamten OVD-System nahtlos und effizient für andere Aufgaben zur Verfügung gestellt werden.
Die Ergebnisse
Nach der Implementierung von OVD Enterprise war das Team in der Lage, zuvor nicht ausreichend genutzte Rechenkapazitäten besser zu nutzen und gleichzeitig den Forschern eine einfach zu bedienende Plattform für ihre Arbeitsabläufe zur Verfügung zu stellen.
Aus finanzieller Sicht führte die Entscheidung für OVD gegenüber konkurrierenden Lösungen zu Kosteneinsparungen und verschaffte der Abteilung mehr Spielraum im Rahmen ihres Budgets. Die Abteilung war auch in der Lage, die Lebensdauer von Desktops und Servern zu verlängern, wodurch sich der Austauschzyklus verlängerte.
"Die Möglichkeit für Forscher, auf Anwendungen zuzugreifen, die auf einer geringeren Anzahl von leistungsfähigeren Systemen innerhalb von OVD installiert sind, wird den Supportaufwand in Bereichen wie Installation und Updates erheblich reduzieren und Anwendungen in einer Weise verfügbar machen, die bisher nicht möglich war." Dr. A. Cowley
Schließlich ermöglichte die Benutzerfreundlichkeit von OVD einen schnellen und einfachen Zugriff auf die Anwendungen. Mit OVD mussten die Forscher nicht mehr wissen, wo sich eine bestimmte Anwendung auf mehreren Servern befindet. Während einige Forschungsstudenten technisch versiert waren und über Terminal-Befehlszeilensitzungen auf Server zugreifen konnten, waren andere auf einen benutzerfreundlicheren Ansatz für den Zugriff auf Anwendungen angewiesen.
"Mit OVD müssen Forscher nicht erst nach einem verfügbaren Anwendungsserver mit den benötigten Anwendungen suchen. Sie melden sich einfach an und sehen ihre Anwendungen in OVD. Von dort aus können sie einfach auf die Anwendung zeigen und klicken. Dr. M.D. Sharma
Die Zukunft
Nachdem nun die wichtigsten Linux-Anwendungen verfügbar sind, plant die Abteilung, die OVD Enterprise-Umgebung um Windows-Unterstützung zu erweitern. Es wurden einige spezialisierte Anwendungen identifiziert, die für Disziplinen wie die Meeresbiologie benötigt werden und die nur unter Microsoft Windows verfügbar sind.
Da OVD Enterprise für die Unterstützung von Windows- und Linux-Anwendungen ausgelegt ist, wird die Ergänzung der bestehenden Umgebung der Abteilung problemlos möglich sein. Nach der Fertigstellung werden die Forscher in der Lage sein, beide Arten von Anwendungen zusammen und innerhalb der gleichen OVD-Sitzung zu nutzen. Es ist dieser unkomplizierte Ansatz zur Bereitstellung von Anwendungen, auf den sich die Forscher verlassen haben.
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