Diamond Light Source

Diamond, eines der führenden Zentren für wissenschaftliche Forschung, bietet seinen zahlreichen akademischen Forschern und hauseigenen Wissenschaftlern den Zugriff auf seine Synchrotron-Anlagen über NoMachine.

Informationen zur Organisation

In South Oxfordshire gelegen, ist Diamond Light Source eine der modernsten wissenschaftlichen Einrichtungen der Welt. Diamond ist eine gemeinnützige GmbH, die als Joint Venture der britischen Regierung in Form des „Rats für Wissenschafts- und Technologieeinrichtungen“ (Science & Technology Facilities Council) in Partnerschaft mit dem Wellcome Trust gegründet wurde.

Als führende Einrichtung für wissenschaftliche Forschung bietet Diamond den Zugang zu Einrichtungen und Zugriff auf Expertise, die es Diamond ermöglicht, Experimente auszuführen, die durch die hoch spezialisierte Technologie in einem normalen Labor unmöglich wären. Die im Synchrotron bereitgestellten Beamlines ziehen Forscher sowohl aus akademischem Hintergrund als auch aus der Industrie an, die Experimente mit Unterstützung des Diamond-Personals ausführen wollen.

Die Forschung aus den Einrichtungen von Diamond unterstützt Wissenschaftler in allen Bereichen, von Medizin bis hin zur Erhaltung. Ganz gleich, ob es sich um unbekannte Virusstrukturen oder Fragmente aus uralten archäologischen Ausgrabungen handelt, die Beamlines von Diamond haben es Forschern ermöglicht, eine Maschine zu verwenden, die 10.000-mal leistungsfähiger als ein herkömmliches Mikroskop ist.

Die Herausforderung

Es ist nur mehr als natürlich, dass eine der weltweit besten Synchrotron-Anlagen tausende von Wissenschaftler und Forscher aus aller Welt anzieht. Unabhängig davon, ob die Experimente privater oder öffentlich-rechtlicher Natur sind, die Durchführung der Experimente über einen Fernzugriff wird zunehmend die Norm.

Die Forscher benötigen normalerweise den Zugriff zu Röntgen-Diffraktions-Tools und makromolekularer Kristallographie-Software, die häufig auf Linux Hosts läuft, um ihre Experimente aus der Ferne zu steuern und die Ergebnisse zu beobachten und herunterzuladen. Die Makromolekularen Kristallographie-Beamlines (das „Diamond MX Village“) gehören zu den Instrumenten, die über Fernzugriff verfügbar sind. Muster können dabei von den fachlich hoch versierten Mitarbeitern bei Diamond versandt und hochgeladen werden und die stark automatisierten Beamlines ermöglichen die Datenerfassung von jedem Punkt der Welt aus, so dass man die Reise ganzer Teams einsparen kann. In vielen Fällen können die Experimente ohne Unterbrechung für lange Zeiträume ablaufen.

Eine belastbare Anwendungsbereitstellung war das Fundament für die Unterstützung der großen Anzahl an Forschern aus aller Welt und das Personal vor Ort, um auf die Beamline-Ressourcen von Diamond zugreifen zu können. Diamond musste den Benutzern eine sichere plattformübergreifenden Fernzugriffslösung zu einer dedizierten Desktop-Umgebung bereitstellen, wobei häufig mehrere Experimente zur gleichen Zeit laufen, gleichfalls mit der Möglichkeit, äußerst graphikintensive Anwendungen bei jedem Netzwerkzustand anzuzeigen.

Angesichts der Anzahl an Hosts, auf die zugegriffen wird, und der Komplexität der Infrastruktur war es von wesentlicher Bedeutung, den Zugriff zentralisiert zu halten, jedoch mit der Möglichkeit, den Zugriff durch Profile und Benutzerprivilegien zu konfigurieren, um sicherzustellen, dass die Benutzer auf die richtigen Anwendung auf dem richtigen Server zugreifen. RDP-Support war dabei ebenfalls eine Voraussetzung, um es manchen Benutzern zu erlauben, auf mehrere Windows-Anwendungen auf Windows Terminal Servern zuzugreifen.

Die Lösung

NoMachine Enterprise Terminal Server v.8 ist das Schlüsselelement bei der ausgewählten Lösung und bot eine „einheitliche Zugangstür“ für die unzähligen Beamline Hosts. Enterprise Terminal Server mit einem Cluster von Enterprise Terminal Server Linux Nodes bietet einen zentralisierten Zugriff auf die „Beamline“ Hosts, so dass die Benutzer ihre Experimente aus der Ferne bedienen können, die auf virtuellen Linux Desktops laufen. Das Personal kann dabei die Benutzer unterstützen, die in der Nähe dieser Arbeitsplätze sind. Die Nutzung von NoMachines eingebauten lastausgleichenden Algorithmen und Profilen stellt sicher, dass Adhoc-Nutzer, vorgebuchte Beamtime-Benutzer und das Beamline-Personal zusammen Zugriff auf den entsprechenden Arbeitsplatz oder lastausgeglichene Sitzung auf den Terminal Server Nodes hat.

Der Hauptcluster bietet auch kontrollierten Zugang zu Visualisierungsplattformen für Nutzer, die dedizierte GPU-Ressourcen in Form von Nvidia RTX8000-Hardware benötigen. Dies ist für Techniken wie die tomographische Rekonstruktion unerlässlich.

Ein zweiter Cluster nur für das Personal, mit NoMachine Enterprise Terminal Server und Enterprise Terminal Server Linux Nodes, wurde ausgewählt, um eine sichere Möglichkeit für die mehr als 250 Mitarbeiter zu schaffen, Fernunterstützung zu bieten, Datenanalyse vorzunehmen sowie vollständig separat von den Experimenten der externen Forscher zu arbeiten.

Diamond setzt auch Enterprise Cloud Server- und Enterprise Desktop-Systeme ein, um einen zentralen Fernzugriff auf hochmoderne Kryo-Elektronenmikroskope zu ermöglichen, die eine Microsoft Windows-Steuerungsumgebung benötigen. Es wäre das erste Mal, dass diese leistungsstarken Instrumente als fernbedienbare Nutzereinrichtung angeboten werden.

Ergebnisse

NoMachine hat sich als Fernzugriffslösung für Diamond erfolgreich bewährt und bietet Verbindungen zu den kritischen Forschungs-Tools an den Synchrotron-Beamlines und der spezifischen Diamond Software. Fernzugriff und Robotik ermöglichen es den Wissenschaftlern Muster einzusenden und dann die Daten von jedem Ort aus zu erfassen. Die persönliche Anreise ist somit nicht mehr erforderlich und es können mehr Personen an Experimenten teilnehmen. Diamond lädt die Muster hoch und die Forscher können sich mit dem Netzwerk von Diamond verbinden und die Instrumente aus der Ferne steuern. Dank der NoMachine Funktionalität Desktop-Sharing können Benutzer ihre Beamtime mit Kollegen aus aller Welt teilen, so dass der Zeitunterschied effizient genutzt wird.

Leistungsstarke Regelsätze ermöglichen es uns, den verschiedenen Benutzergruppen unterschiedliche Ressourcen zur Verfügung zu stellen, sei es für Remote-Operationen, Datenanalyse, Visualisierung oder einfach einen Standard-Diamond-Desktop. Personalspezifische Anforderungen, wie z. B. der Zugang zu Kontroll-Subsystemen, können auch durch Knotengruppierung und Regelsätze sicher erfüllt werden.

IT-Administratoren und Beamline-Support-Mitarbeiter können die Benutzer unterstützen, indem sie sich im Shadow-Modus mit Beamline-Sitzungen (lokal oder remote) verbinden und Probleme aus der Ferne diagnostizieren oder sie durch Arbeitsabläufe führen. Die effektive Nutzung von Profilen ermöglicht es Systemadministratoren, Benutzer zum richtigen NoMachine-Knoten entsprechend der Anwendung zu lenken, die sie benötigen, und gleichzeitig die Last effektiv verteilt zu halten.

Greg Matthews, Scientific Computing Operations Manager, sagte:„Durch die Bereitstellung eines vollständigen Desktop-Erlebnisses ermöglicht NoMachine die Durchführung anspruchsvoller Experimente aus der Ferne und ermöglicht so eine Wissenschaft, die sonst vielleicht nicht möglich wäre.“