行星狀星云是垂死的恒星，它們從脫落的氣體層中獲得美感。與人眼相似的螺旋星云被發現于1824年，它是天文學界的一個標志性圖像。近200年后，為了建立一個可以支撐大規模研究項目的科學云，歐洲核子研究中心（CERN）與領先的IT提供商和歐洲***的研究機構合作發起了“螺旋星云計劃”。

“宇宙級成就”

CERN以致力于揭開宇宙之謎而著稱，但在其他方面也成就***：1973年，它發現了中性電流。十年后，CERN的UA1和UA2實驗發現了W和Z玻色子。2012年，ATLAS和CMS在大型強子對撞機（LHC）的實驗中發現了現在著名的希格斯玻色子粒子，它完善了粒子物理學的標準模型。如今，CERN仍然擁有世界上***的粒子物理實驗室，致力于發現新奇跡，進而解釋未被標準模型覆蓋的96％的已知宇宙。

CERN的大部分成就似乎無法觸及且遙不可及，但值得注意的是，蒂姆·伯納斯·李（Tim Berners-Lee）于1989年在CERN發明了萬維網，這開啟了有史以來***的在線革命。

像這樣重量級的項目需要同樣重量級的技術，如計算和存儲解決方案。

CERN運行世界上***的私有OpenStack云之一。位于瑞士和匈牙利的兩個數據中心擁有13000臺服務器和33000臺虛擬機，它們為許多歐洲研究機構提供計算和存儲功能。然而，未來升級LHC和實驗的計劃意味著，到2026年，分析產生的數據所需的計算能力可能會增加50-100倍。

CERN正在評估不同的模型以提高其計算和數據存儲能力，聯合多個數據中實現統一管理并使用相同的訪問模型到購買商業提供商的資源，并且在CERN建立新的計算中心。每種發展模型都面臨不同的技術挑戰。

自2012年以來，CERN在“螺旋星云”旗下的一系列歐洲項目中發揮了主導作用。這一計劃正在建立一個歐洲開放科學云，這將使大型研究實驗室能夠通過混合計算模式無縫地提升他們的計算能力。

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螺旋星云項目示意圖 ©CERN

三重挑戰

挑戰1：容量和平衡

LHC的復雜性以及升級計劃意味著計算需求隨著時間的會越來越高。因此，混合計算模型對CERN非常重要：在需求高峰期，商業云提供商的資源可以迅速推動內部計算資源的發展。

挑戰2：迅速淘汰

新技術的快速迭代是2017年生活的一部分。例如，智能手機的計劃淘汰，用戶如果不升級系統，就會落后。同樣，像CERN這樣的大型研究機構，廣泛使用云技術能夠使其緊跟資源的升級周期。

挑戰3：非同尋常的高要求

研究機構與一般企業不同。用于研究的公有云在涉及安全性，機構間的可操作性和性能時必須應用***的標準，比如，必將符合歐洲的安全標準，支持OpenStack和開放的API，并提供數據共享機制。

通過Helix Nebula計劃，CERN和其他研究機構合力尋找合適的云計算平臺。他們只有與公有云和私有云業務供應商合作，才能最終達到目的。

團隊合作

由歐洲核子研究組織（CERN）牽頭，由以下研究機構組成的買家團體結成公私合作伙伴關系尋求解決方案：

歐洲生物信息研究所（EMBL）

意大利國家核物理研究所（INFN）

德國電子同步加速器研究所（DESY）

法國國家科學研究院（CNRS）

德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）

西班牙高能物理研究所（IFAE）

歐洲同步輻射裝置研究所（ESRF）

英國科技設施委員會（STFC）

荷蘭國家超級計算和電子科技研究所（SURFsara）

設計與測試

螺旋星云計劃最近完成了***階段：解決方案設計和商業前采購。在這個階段，合作研究機構要求候選提供商設計和測試具有潛力的解決方案。2016年11月，CERN從眾多投標中選擇了四家潛在供應商聯合來設計解決方案。2017年4月，CERN選擇了三種解決方案進行第二階段的螺旋星云計劃：原型設計。德國電信和華為合作建設的開放電信云（Open Telekom Cloud）將參與競爭。

到目前為止，由華為與德電共同提供的開放電信云在螺旋星云項目中已經取得了一些成功。

面向大眾

研究機構的公有云應采用開源架構。開放電信云解決方案完全支持開源需求。除此之外，研究機構還可以使用開放的API。

同步共享

開放電信云提供了One Data解決方案，使研究機構可以在全球范圍內訪問數據，并可以使用單點登錄賬號上傳、檢索和共享資源。

One Data允許用戶將數據上傳到不同的位置，然后進行無縫同步。例如，一家研究所可以在開放電信云中部署應用程序，同時將應用數據存儲在其私有云中。當應用程序啟動時，所有數據將在公有云和私有云中同步，這大幅提升了傳輸速度和效率。

高速互聯

在第二階段測試中，開放電信云OTC支持在站點間使用連接到歐洲學術網絡（GÉANT）的10 Gbit/s網絡以實現高速互連。在下一階段，開放電信云將能夠顯著提高速度以支持40 Gbit/s的網絡帶寬。

高性能計算

研究機構處于創新和科學的前沿，重要的是，供應商可以制定合適的計算解決方案。為了滿足螺旋星云合作伙伴的高計算需求，開放電信云采用了高性能計算解決方案。

安全與容量

開放電信云已經建立了IaaS混合云生態系統，它與CERN私有云協作，并且符合歐洲數據安全標準。合作研究機構可以將高度機密的信息（如遺傳數據）存儲在其私有云中，同時將其它可共享的數據遷移到公有云。這使得研究機構既能釋放私有云容量，又能加速數據調用。

認證

開放電信云通過eduGAIN認證，這是建立身份提供者和服務提供商之間信任的機制。

華為的貢獻

通過與德國電信合作，華為已成功為螺旋星云提供了計劃設計、測試等方面的技術支撐，并提供了公有云服務。通過使用開放電信云OTC，華為在螺旋星云計劃里所獲得的經驗，將在未來，為其他科研機構提供云服務支撐，帶來不可估量的價值。

大型科研機構可以作為開展數字化轉型商業企業的典范，為克服技術挑戰和推動未來創新提供路線圖。