(24. Oktober 2019) Was hat sich durch den Klimawandel verändert? Und was kann man tun, um ihn überhaupt zu begreifen? Das Earth Observation Data Centre (EODC) beantwortet diese Fragen folgendermaßen: Satellitendaten sammeln, speichern, langfristig vergleichen und analysieren.

Sentinel Nasa Blue Marble Quelle Rama NASA GSFC NOAA USGS

Doch wie gelingt das auf technischer Ebene? EDV-Design, ein Informationstechnologie-Unternehmen aus Wien, hat sich im Auftrag der TU Wien und des EODC dieser Herausforderung gestellt.

EODC: Gründung eines Erdbeobachtungszentrums
Das EODC wurde 2014 von der TU Wien, der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Firmenpartnern und einzelnen Wissenschaftlern in Wien gegründet. Damit schuf man ein Erdbeobachtungsdatenzentrum mit einer mächtigen, kollaborativen IT-Infrastruktur, die die Archivierung, Prozessierung und Verteilung von Sentinel-Satellitendaten möglich macht. Das große Ziel des EODC ist: Diese Daten zu speichern, um sie noch in ferner Zukunft der Klimaforschung für Analysen und Prognosen zur Verfügung stellen zu können. Satelliten umkreisen dafür die Erde und machen Aufnahmen, die Aufschluss über Erdveränderungen geben, wie zum Beispiel an Gletschern oder in Bezug auf den Meeresspiegel.

Das große Ziel: ewig verfügbare Daten
Je mehr Informationen zusammenkommen, umso granularer erfolgen deren Analysen und Auswertungen. Dieser nie endenden Erdbeobachtung stand auf technischer Ebene eine Herausforderung im Weg: Die Frage, wie und wo man diese Datenmasse speichern kann – ohne sie überschreiben zu müssen und stets auf sie zugreifen zu können. Man benötigte ein immens großes Speichersystem, das sich dynamisch und ohne Unterbrechung erweitern lässt. Der zukünftige Dienstleister sollte sich zudem um die hochperformante Anbindung an den Supercomputer VSC (Vienna Scientific Cluster) kümmern sowie eine moderne Architektur mit kurzen Datenwegen umsetzen. EDV-Design ist langjähriger IBM Business Partner im Bereich Storage und auf High Performance Computing sowie Hochverfügbarkeit spezialisiert. Mit ihrem Konzept eines Speichers ohne Grenzen konnte EDV-Design im Jahr 2016 in einem höchst kompetitivem Auswahlverfahren überzeugen.

Ein gigantisches Storage-System ergänzt den Supercomputer VSC
In einem ersten Schritt wurde an der TU Wien eine Speicherkapazität von zwei Petabyte für Satellitendaten von der gesamten Erdoberfläche aufgebaut und an den VSC angebunden. Die Infrastruktur des EODC besteht aus drei Komponenten: einer Cloud-Umgebung (OpenStack), einer Prozessierungseinheit (derzeit VSC-3) und dem Storage für das Speichern und Archivieren der Rohdaten und der prozessierten Daten. „Wir empfahlen aus technischen und preislichen Gründen, Tier-0 und Tier-1 zusammenzulegen, um somit ein administrativ vereinfachtes Gesamtsystem umzusetzen“, erläutert Martin Vlcsek, Prokurist bei EDV-Design. Tier-0 und Tier-1 sind mit einer Gesamtkapazität von 2 Petabyte netto mittels ESS-System aufgebaut. Diese sind sowohl über mehrfache 10 Gigabit Ethernet-Connections mit der EODC-OpenStack-Cloud-Umgebung als auch über ein Highspeed-Netzwerk mit mehreren Infiniband-Connections zum VSC-3-Cluster der TU Wien verbunden. Das ESS-System schafft einen Datendurchsatz von bis zu 26 GB/Sekunde (12 FDR Infiniband). „Als zweites bzw. drittes Tier in dieser Storage-Lösung verwenden wir eine Enterprise Tape Library. Das gesamte System verwendet IBM Spectrum Scale und Spectrum Protect für das automatisierte Information Lifecycle Management. Aktuell besteht eine Gesamt-Nettokapazität von 12 Petabyte“, führt Vlcsek weiter aus.

Leistungsstarkes Mischsystem mit idealem Preis-Leistungs-Verhältnis
„Ein Mischsystem aus Disc und Tape war die beste und preiswerteste Lösung für das EODC“, sagt Vlcsek. Zudem sei das System für Kunden durch und durch transparent, unter anderem durch die gemeinsam mit EDV-Design aufgestellte Policy zur Datensichtbarkeit: Daten, die älter als ein Jahr sind, werden auf kostengünstigere Tapes ausgelagert, damit die neuen Satelliteninformationen auf der leistungsstarken Disc Platz haben. Die auf Tape gespeicherten Daten sind stets verfügbar und absolut übersichtlich für den Benutzer – er kann so bei speziellen Projekten ganz einfach auf historische Daten zugreifen. „Wir haben hier einen soliden Storage-Grundstein erschaffen, der immer wieder erweitert werden kann. An der Grundstruktur ändert sich nichts mehr“, erläutert Vlcsek weiterhin.

Solides und erfolgreiches System für Forschungszwecke
„Wir sind sehr zufrieden mit der Arbeit von EDV-Design, die ein zuverlässiger und motivierter Dienstleister ist“, sagt Wolfgang Wagner, Leiter des Departments für Geodäsie und Geoinformation an der TU Wien. Das überaus performante Storage-System und der schnelle Support seien dabei die Hauptvorteile. Das EODC wird umfassend angenommen und erfolgreich von Universitäten, Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus dem In- und Ausland genutzt, mit wachsenden Anwenderzahlen. Insgesamt 20 Kooperationspartner des EODC auf internationaler Ebene arbeiten bereits mit den Sentinel-Daten. Wolfgang Wagner ergänzt mit Blick in die Zukunft: „Wir hoffen, durch die Daten und Infrastruktur des EODCs in Zukunft eine bedeutende Rolle für internationale Initiativen spielen zu können. Am Ende geht es darum, anhand fundierter Daten rechtzeitig einzugreifen, um im Rahmen des Klimawandels die Lebensqualität zu erhöhen. Das ist eine nie endende Aufgabe, der wir durch das leistungsstarke Storage-System gewachsen sind.“

http://www.edv-design.at

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