CERN предприема необичайно мащабна миграция на част от критичната си компютърна инфраструктура. Европейската организация за ядрени изследвания ще премести над 2200 специализирани контролни компютъра от екосистемата на Red Hat към Debian Linux – не защото машините са повредени или прекалено бавни, а защото новите версии на операционната система вече не поддържат голяма част от процесорите им.
На пръв поглед става дума за обикновена Linux миграция. В действителност решението позволява на CERN да избегне подмяната на огромно количество напълно функциониращ специализиран хардуер и разходи, изчислявани на милиони.
Причината се крие в минималните процесорни изисквания на по-новите поколения Red Hat Enterprise Linux. RHEL 9 и свързаният с него CentOS Stream 9 използват при компилация архитектурно ниво x86-64-v2. За обикновен съвременен компютър това едва ли би представлявало проблем, но инфраструктурата на CERN е съвсем различен свят.
Около 47% от специализираните вградени контролни компютри на организацията не отговарят на това изискване. При RHEL 10 минималното ниво вече е x86-64-v3, което би извадило от употреба още приблизително 17% от останалите системи.
Така постепенно близо две трети от този хардуер биха се оказали технологично „остарели“ не защото са спрели да изпълняват задачите си, а заради промяна в софтуерните изисквания.
Когато „стар компютър“ означава нещо съвсем различно
Тези над 2200 машини не са стандартни офис компютри, които могат просто да бъдат заменени с нови модели. Става дума за т.нар. front-end computers – системи, разположени в инфраструктурата на ускорителния комплекс и свързани пряко със специализирано научно и индустриално оборудване.
Сред тях има VMEbus едноплаткови компютри и системи, използващи разработен специално за CERN хардуер. Те управляват и наблюдават компоненти, които са част от огромната инфраструктура около ускорителите.
Подмяната им би означавала много повече от купуването на няколко хиляди нови машини.
Според представените от инженерите оценки ще трябва да бъдат преработени около 11 типа специализирани платки, да бъде ангажиран допълнителен инженерен екип и на някои места да се подменят шкафове и окабеляване в инфраструктура, намираща се на около 100 метра под земята.
Оценката за подобна операция достига поне 5,4 млн. швейцарски франка, а самият CERN е преценил, че изпълнението ѝ в необходимите срокове носи сериозен риск.
Затова инженерите са избрали друг подход: вместо да променят хардуера заради операционната система, ще сменят операционната система заради хардуера.
Debian дава втори живот на машините
Изборът пада върху Debian – една от най-старите активно развивани Linux дистрибуции, известна именно с широката си хардуерна съвместимост и сравнително консервативния подход към поддържаните архитектури.
Това не означава, че CERN изоставя напълно Red Hat или AlmaLinux. Промяната засяга конкретно специализираните контролни системи, свързани с ускорителния комплекс, а не цялата изчислителна инфраструктура на организацията.
И самата миграция далеч не е проста. CERN използва множество собствени драйвери, bootloader-и, системни образи и специфичен хардуер. Изградените през годините процеси около Red Hat трябва да бъдат адаптирани към Debian, включително автоматизирането на създаването и разпространението на пакети.
Един от инструментите, които инженерите разглеждат за тази цел, е Debusine – инфраструктура за автоматизирано изграждане, тестване и управление на Debian пакети.
Историята на CERN е любопитен пример за проблем, който става все по-видим в технологичната индустрия. Постоянното увеличаване на минималните хардуерни изисквания има смисъл при персоналните компютри и сървърите, където може да отключи нови оптимизации и по-висока производителност. В индустриални, научни и други специализирани системи обаче жизненият цикъл се измерва не в три или пет, а понякога в 15 или повече години.
А когато една машина продължава надеждно да управлява част от най-сложния научен инструмент, създаван някога, аргументът „процесорът вече е прекалено стар“ звучи доста по-различно.
В случая CERN е решил проблема по един от най-класическите начини в света на отворения код: вместо да изхвърли работещия хардуер, просто ще намери софтуер, който продължава да работи с него.