Compute Cloud

Mit Hilfe der Compute Cloud, dem Infrastructure-as-a-Service (IaaS) Angebot des LRZ, können individuelle virtuelle IT-Infrastrukturen zur Lösung von Aufgaben im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens, der Ausbildung und der Verarbeitung großer Datenmengen erstellt werden. Dabei soll der Zugriff auf Compute-Ressourcen im Rahmen eines LRZ-Projekts möglichst unkompliziert sein. 

Der Betrieb erfolgt nach dem “Best Effort”-Prinzip. Bei kritischen Diensten mit Forderung nach hoher Ausfallsicherheit empfiehlt sich deshalb unsere Dienstleistung “Managed Server” mit einer zugrundeliegenden VMware-Infrastruktur. 

Es besteht die Möglichkeit zum Betrieb eigener Hardware, die nach den Vorgaben des LRZ über das Cloud-Team beschafft wird; siehe hierzu Kapitel “Attended Compute Cloud Housing”. Ansonsten stehen die verfügbaren Ressourcen allen Interessenten grundsätzlich gleichberechtigt zur Verfügung. 

Über ein Self-Service-Portal und Schnittstellen, sog. APIs, können Infrastruktur-Ressourcen provisioniert und verwaltet werden. Dazu gehören beispielsweise virtuelle Maschinen (VMs), Netze oder Speicherressourcen. Jeder Nutzer erhält vollständigen Administratorzugriff auf seine virtuelle Infrastruktur, kann eigene Software installieren und ist selbst für die Konfiguration und die Sicherheit seiner Systemumgebung verantwortlich. Werden für den Betrieb von Software in der VM Lizenzen benötigt, ist der Anwender für die korrekte Lizenzierung allein verantwortlich. 

Flavors 

Flavors werden verwendet, um die Zuteilung von Ressourcen an eine VM zu regeln. Einem Flavor ist eine bestimmte Anzahl an CPUs, ein gewisser Teil des Hauptspeichers usw. zugeordnet. Es beinhaltet daher alle Ressourcen einer physischen Maschine oder einen Bruchteil davon, z. B. 1/1, 1/2, 1/4, 1/10, 1/20, 1/40. Darüber hinaus legen Flavors fest, auf welcher physischen Hardware VMs zur Ausführung kommen. Es ist nicht möglich, individuell konfigurierte Flavors bereitzustellen. 

Standardmäßig haben die Nutzer nicht auf alle zur Verfügung stehenden Flavors Zugriff, sondern nur auf jene, die in Abhängigkeit ihrer Quotas (s. nächster Abschnitt) einsetzbar sind. Dies betrifft Flavors, die große Teile der Compute Nodes oder GPUs bereitstellen. Will ein Nutzer eine solche VM betreiben, muss er sich im Vorfeld mit dem LRZ in Verbindung setzen, da nicht nur der Zugriff auf die Flavors freigeschaltet, sondern auch das Quota des Nutzers erhöht werden muss. 

Quotas 

Quotas stellen eine Limitierung von Ressourcen dar, die von einem User gleichzeitig genutzt werden können. 

Durch die Verwendung von Quotas wird verhindert, dass einzelne Nutzer die Systeme auslasten und Compute-Nodes mit anderen VMs blockieren. Zudem wird ein Bewusstsein für die physischen Kapazitätsgrenzen der Compute Cloud geschaffen. Eine Anpassung von Quotas ist möglich; bei besonders rechenintensiven Projekten können Sie eine Anfrage zur Quota-Erweiterung stellen. 

Das Default-Quota ist so gesetzt, dass die meisten LRZ-Projekte damit zurechtkommen. Es orientiert sich an der Charakteristik der Compute-Nodes und soll den typischen Ressourcenbedarf der Nutzer widerspiegeln: 

Management 

Angeboten wird ein Self-Service-Zugriff auf Management-Funktionalität der Cloud über ein Web-Interface und APIs zur Erzeugung und Verwaltung von virtuellen Infrastruktur-Komponenten wie 

• Virtuellen Maschinen (VMs) 
• Betriebssystem-Images 
• Datenvolumes inkl. Snapshots 
• Netzkonfigurationen inkl. eigener virtueller Netze 

Virtuelle Server 

Wie bereits oben beschrieben, können in der Compute Cloud verschiedene Flavors verwendet werden, die unterschiedlichen Hardwaretypen und Anteilen entsprechen. Ein Flavor legt die zur Verfügung gestellte Konfiguration fest, z. B. Anzahl virtueller CPUs, Größe des RAMs oder Zusatzkomponenten wie GPUs. 

In der Compute Cloud findet eine Überprovisionierung der CPUs statt, um die Bedürfnisse möglichst vieler Anwender zur erfüllen. Der Hauptspeicher wird nicht überprovisioniert. 

Betriebssysteme und Software 

Das LRZ stellt aktuelle Betriebssystem-Images für mehrere freie Linux-Varianten sowie FreeBSD zur Verfügung, deren Lauffähigkeit und Kompatibilität mit der Umgebung geprüft wurde (u.a. Ubuntu, Debian, CentOS, Fedora, FreeBSD). Diese Images stammen direkt aus den Quellen des jeweiligen Linux Distributors und werden vom LRZ nicht verändert oder angepasst, siehe https://docs.openstack.org/image-guide/obtain-images.html. 

Darüber hinaus können eigene Betriebssystem-Images in die Cloud hochgeladen und genutzt werden, die mit der virtuellen Hardware x86_64-kompatibel sind. 

Der Kunde ist für die korrekte Lizenzierung des Betriebssystems und der Software in der VM verantwortlich. 

Bei der Compute Cloud handelt es sich um ein IaaS-Angebot. Das LRZ bietet keinen Support für die Konfiguration der VMs und für Software innerhalb der VMs. 

Speicherplatz 

Blockbasierter Speicherplatz wird für Betriebssystem-Images, Systemlaufwerke der virtuellen Server und Datenvolumes zur Verfügung gestellt. 

Der Speicherplatz ist durch Redundanz vor dem Ausfall von bis zu zwei Komponenten geschützt, das LRZ erstellt aber keine Backups. 

Es können Snapshots und Klone durch die Nutzer selbst erstellt werden, diese ersetzen aber keine vom Kunden durchzuführende Datensicherung. 

Für die Verwaltung von Datenmengen über 1 TiB wird die Nutzung anderer Speicherangebote empfohlen, z. B. der Cloud Storage (vgl. Abschnitt 7.1) oder der Data Science Storage (DSS, vgl. Abschnitt 7.3) für Datenmengen ab 20 TiB. 

Netz 

Kunden können entweder ein allgemein zur Verfügung gestelltes Netz verwenden oder eigene Netze erstellen und nutzen. 

Sogenannte Security Groups isolieren die eigenen virtuellen Server, auch wenn diese in einem gemeinsamen Netz betrieben werden und erfüllen eine ähnliche Funktion wie Firewalls. Sie sind vollständig durch die Nutzer konfigurierbar. Der Netzzugriff von und auf die virtuelle Infrastruktur wird vom LRZ nicht eingeschränkt. 

Für externen Zugriff auf eigene Server und Dienste werden sogenannte Floating-IPs verwendet; diese können aus einem MWN-internen oder weltweiten IPv4-Adressbereich kommen. 

Kapazitätsplanung 

Kundenprojekte sind mit Ressourcenlimits ausgestattet, die die Anzahl der möglichen virtuellen Server und Netze, den verfügbaren Arbeitsspeicher usw. beschränken. Die Änderung der Limits kann durch einen Master User über den Servicedesk beantragt werden.

Generell wird nicht zugesichert, dass eine bestimmte Menge an Ressourcen zu einem Zeitpunkt bereitgestellt werden kann. Die Cloud wird nach dem Best-Effort-Prinzip betrieben.

Dieser Dienst wird den folgenden Nutzerklassen zur Verfügung gestellt. Hierbei sind von den einzelnen Nutzerklassen folgende Gebühren zu tragen: