ALLE INHOUD OP DE WEBSITE WORDT GESPONSORD DOOR HPE
Rymden
Artikelen

Met Spaceborne heeft HPE software defined de ruimte ingestuurd

De ruimte brengt specifieke uitdagingen voor hardware met zich mee en de oplossingen daarvoor worden meestal gezocht in heel speciale hardware. Ben Bennett, Director HPC Strategic Programs Hybrid IT Group van HPE, zoekt de oplossing juist in standaardhardware.

In het kader van het Spaceborne-project werkt HPE nauw samen met NASA om standaardhardware, die rechtstreeks van de lopende band komt, in de ruimte te testen. Hiermee wil het bedrijf nagaan of standaardservers in ruimteschepen kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld voor een reis naar Mars. We spraken met Ben Bennett over de implicaties hiervan.

Bennett benadrukt dat er nog nooit standaardhardware is gebruikt in de ruimte. Het gaat hier dus om een potentiële revolutie. Hardware voor in de ruimte werd tot nu toe op maat gebouwd. De achterliggende gedachte was namelijk dat deze machines veel degelijker moesten zijn dan hardware op aarde, omdat er in de ruimte niets mag fout gaan. Hardware mag absoluut niet falen. Vandaar dat enkel het degelijkste en meest robuuste materiaal de ruimte werd ingestuurd. Maar daardoor is deze hardware ook zeer zwaar en duur. Bovendien is het materiaal bij de lancering al aanzienlijk verouderd, omdat het ontwikkelen ervan enorm veel tijd in beslag neemt en je niet zomaar allerlei nieuwe snufjes kunt toevoegen aan een langlopend project.

Het feit dat hardware niet mag falen, vindt Bennett echter complete onzin. “Falen hoort erbij. Er bestaat geen hardware die niet faalt”, stelt hij resoluut. “Alles gaat kapot. En dat is ook niet erg, als het maar veilig kapot gaat.” Net daar wil Bennett vol op inzetten, met name het veilig falen van hardware. Alleen zit dat volgens hem niet zozeer in de hardware, die gewoon standaard kan zijn, maar in de software. Hij is dus een vurige voorstander van software defined in de ruimte, waarmee hardware in datacentra op aarde al wordt beheerd.

Testcase in ISS

Als testcase vliegen er sinds augustus 2017 twee standaard HPE-servers mee aan boord van het International Space Station. “We hebben die servers willekeurig uitgekozen in het magazijn. Geef onze vier servers. Dan gaan er twee de ruimte in en de andere twee blijven op aarde”, vertelt Bennett. Sinds september 2017 zijn de servers ook daadwerkelijk online in het ISS. Wanneer we hem spreken, staat hij voor een dashboard waarop realtime-informatie te zien is die door deze server naar de aarde wordt teruggestuurd.

Deze servers zijn momenteel de krachtigste computers op het ISS. Dat werd in 1998 gelanceerd en beschikt dus nog over systemen uit die tijd. Toch is dit alleen maar een wetenschappelijke test, zo verzekert Bennett ons. In november komen de servers terug voor analyse en dan zullen we bekijken hoe de omstandigheden de servers hebben beïnvloed. Zo is er bijvoorbeeld de straling van de zon. Maar Bennett geeft ook aan dat dingen sneller verouderen in de ruimte, zoals is aangetoond met de tweeling waarvan er één de ruimte in ging. Dat moet allemaal blijken uit de analyses en pas dan kan er besloten worden of er iets moet worden aangepast.

Voordelen van standaardservers

Standaardservers hebben volgens Bennett heel wat voordelen. Om te beginnen zijn ze heel goedkoop in vergelijking met speciaal gemaakte hardware. “Het doel is om het zo voordelig mogelijk te doen”, zegt hij. Standaardhardware is verhoudingsgewijs zeer goedkoop. We spreken dan over honderdduizenden in plaats van miljoenen dollars. Maar in een ruimteschip moet je ook economisch omgaan met ruimte. “In een ruimteschip is er geen speciale plaats voorzien voor servers, zoals in een datacentrum. Ze wijzen je een driehoekig gevormde ruimte aan, ergens in een uithoek van het schip, en daar moet je alles inproppen. Dat is helemaal anders dan op aarde.”

Bennett vindt echter dat voor hardware hetzelfde moet gelden als voor astronauten. “Zelf beweer ik altijd dat mijn lengte de reden is dat ik geen astronaut ben. Maar dat is natuurlijk onzin. Ik ben te oud en te dik om de ruimte in te gaan en dat zou ook voor servers moeten gelden. De oude aanpak bestond erin dat je drie jaar vóór de lancering met de hardware begon. Standaardhardware schaf je drie maanden vóór de lancering aan en dan heb je natuurlijk nieuwer en beter materiaal tegen een betere prijs.”

Naar Mars

Bennett meent dat dit pas echt belangrijk wordt als bemande ruimteschepen zich verder weg van de aarde begeven, bijvoorbeeld naar Mars. De computers op het ISS kunnen grotendeels vanaf de aarde worden beheerd, maar bij een bemande reis naar Mars, die er volgens Bennett binnen 15 jaar aan zit te komen, is dat volstrekt anders. Op zo’n reis worden software defined en automatisch beheer essentieel. Een voorproefje daarvan hebben we volgens hem gekregen tijdens de Apollo 11-missie.

Hij verwijst naar het bekende ‘Error 1202’-incident. Tijdens de maanlanding kregen de astronauten een foutmelding die ze niet herkenden. Armstrong vroeg dus aan Houston: “It’s a 1202… What is that? Give us a reading on the 1202 Program Alarm…” De oplossing bleek vrij eenvoudig, maar de astronauten waren 1202 nog nooit tegengekomen tijdens hun training, waardoor ze Houston nodig hadden om het probleem op te lossen. “Maar als zoiets tijdens de landing op Mars gebeurt”, zo plaatst Bennett het incident in een nieuw perspectief, “zijn de astronauten al ongeveer 24 minuten dood voordat het bericht de aarde bereikt.”

Je mag dus niet op de aarde rekenen als je op weg bent naar Mars. “Je moet je sowieso niet teveel voorstellen van de bandbreedte die je dan hebt”, gaat Bennett verder. “Dat betekent dat je alle data via edge computing moet verwerken en alle processen aan boord moet beheren. Op zich is het niet zo ingewikkeld om een ruimteschip naar Mars te laten vliegen, het traject is heel goed te berekenen. De mensen die meevliegen, maken het ingewikkeld. Je moet ze in leven houden, bezig houden en te eten geven en bovendien maken ze dingen kapot. De enige keer dat de computers in het ISS uitvielen, was doordat een astronaut per ongeluk met zijn knie op een knop drukte.”

Alles in de software

Om de systemen failsafe en foolproof te maken, meent Bennett dat dit soort incidenten, net als bijvoorbeeld errors als 1202, maar ook falende hardware, volledig automatisch moeten worden opgelost in de software. En dat kan perfect als er voldoende hardware beschikbaar is voor de failover. “Zo moet je tenminste geen systeembeheerder meenemen naar Mars. Wie ervaring heeft met systeembeheerders”, zo gaat hij verder, “weet dat hij die niet mee wil hebben.”

Om aan al die nieuwe eisen en specificaties in de ruimte tegemoet te komen, maakt het projectteam van HPE natuurlijk speciale beheersoftware die dit allemaal regelt. Dat heeft op zijn beurt een impact hier op aarde, waarmee Bennett de cirkel volledig rond maakt. “Binnenkort lanceren we nieuwe beheersoftware voor datacenters en daar zitten dan weer functionaliteiten in die we hebben gemaakt voor in de ruimte.”

Beschikbaar voor ISS

Oorspronkelijk was het de bedoeling dat de servers van het Spaceborne-project in november vorig jaar naar de aarde werden teruggehaald voor analyse. Maar die terugkeer is uitgesteld. Sinds november is de test zelfs uitgebreid en is de rekenkracht van de servers ter beschikking gesteld aan de astronauten. Dat is meer dan welkom op het ISS, omdat veel berekeningen uiteindelijk toch op aarde moesten worden gedaan. De grote datasets die daarmee gepaard gaan, verbruiken namelijk een groot deel van de bandbreedte naar de aarde. Door high performance-mogelijkheden in de ruimte beschikbaar te maken, kunnen de onderzoekers in de ruimte die bandbreedte beschikbaar houden voor noodgevallen. Zo wordt Spaceborne nu al gebruikt op de manier waarop compute moet werken op de ruimtereis naar Mars.

Software-defined infrastructuur

Een software-defined infrastructuur bestaat uit volledig gevirtualiseerde compute, networking en storage, die worden beheerd als software. Je bent niet gebonden aan specifieke hardware, wat ervoor zorgt dat je het helemaal policy-based kunt inrichten, waardoor het volledig geautomatiseerd kan worden.