加州理工學(xué)院利用HK-TrueNAS開展地震研究

加州理工學(xué)院(CalTech)是世界頂尖的理工類科學(xué)研究型學(xué)府之一。加州理工學(xué)院地震實(shí)驗(yàn)室是加州理工學(xué)院地質(zhì)與行星科學(xué)部(GPS)的一個(gè)分支機(jī)構(gòu)，成立于1921年，自20年代以來一直是世界地震學(xué)研究中心，并且?guī)资陙硪恢笔敲襟w對大地震進(jìn)行快速（且可引用）評(píng)論的首選來源，在科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力和服務(wù)公共利益方面有著悠久的歷史。地震實(shí)驗(yàn)室因在地球物理研究和學(xué)術(shù)方面的卓越表現(xiàn)而獲得國際認(rèn)可，并擁有地震網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算和礦物物理方面的出色設(shè)施，是學(xué)習(xí)和研究的理想場所。該實(shí)驗(yàn)室是南加州和世界各地地震信息的焦點(diǎn)。

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問題與挑戰(zhàn)

需要改進(jìn)地震影響分析

地方政府解決方案的財(cái)政限制

數(shù)據(jù)解決方案必須具有成本效益

地震每時(shí)每刻都在發(fā)生，因此需要高可用性的存儲(chǔ)來管理收集到的數(shù)據(jù)

地震在世界許多地區(qū)經(jīng)常發(fā)生，特別是環(huán)太平洋地區(qū)。加州理工學(xué)院(CalTech)和帕薩迪納市正在試圖了解地震甚至是小地震對城市及周邊地區(qū)產(chǎn)生影響的程度。

由于財(cái)政緊張，加州理工學(xué)院和該市必須以最有效和最具成本效益的方式利用技術(shù)。此外，現(xiàn)代地震傳感器技術(shù)能夠捕獲大量數(shù)據(jù)，因此成本和性能仍然是存儲(chǔ)方面的挑戰(zhàn)。

帕薩迪納有30年前安裝的近23英里未使用的暗光纖網(wǎng)絡(luò)，每根電纜都有數(shù)百根單獨(dú)的光纖束，其中許多未使用且可供研究使用。牽頭這項(xiàng)工作的研究團(tuán)隊(duì)由地球物理學(xué)助理教授詹仲文領(lǐng)導(dǎo)，他正在使用數(shù)字聲學(xué)傳感(DAS)進(jìn)行這項(xiàng)研究，DAS是使用通過光纖發(fā)送的激光脈沖來感知地下活動(dòng)的一項(xiàng)技術(shù)。

加州理工學(xué)院收集的測量數(shù)據(jù)相當(dāng)于安裝了30,000個(gè)地震儀。與帕薩迪納合作，監(jiān)測設(shè)備接收到的地震數(shù)據(jù)將被分析并用于更好地準(zhǔn)備、教育和傳達(dá)社區(qū)內(nèi)潛在的損害。該項(xiàng)目需要企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)來保存系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)，以便研究人員輕松獲取這些數(shù)據(jù)。

“ 光纖網(wǎng)絡(luò)目前遍布全州許多城市和縣，這為大幅擴(kuò)展在該地區(qū)多個(gè)城市的研究提供了機(jī)會(huì)，” 詹仲文教授說。“這項(xiàng)研究能夠繪制出地面脆弱性示意圖并查明易受地震破壞的區(qū)域，從而更好地了解我們腳下的地面來顯著改善應(yīng)急準(zhǔn)備。”

Scott Dungan

加州理工學(xué)院地質(zhì)與行星科學(xué)系高級(jí)系統(tǒng)管理員

“大學(xué)在這一領(lǐng)域的工作預(yù)計(jì)將在明年大幅增長，我們對支撐這項(xiàng)工作的存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施充滿信心，并允許研究團(tuán)隊(duì)在2021年擴(kuò)大其工作范圍。由于這項(xiàng)研究的存儲(chǔ)需求預(yù)計(jì)非常高，并且后續(xù)要使用數(shù)據(jù)進(jìn)行的工作非常密集，因此HK-TrueNAS M40是最受歡迎的。”

HK-TrueNAS M40

由于加州理工學(xué)院(CalTech)和當(dāng)?shù)卣谡麄€(gè)帕薩迪納市安裝了光纖地震探測器，研究人員現(xiàn)在能夠以毫米級(jí)分辨率繪制地震如何震動(dòng)該城市的地圖。

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解決方案

方案實(shí)施原理

從校園內(nèi)的兩個(gè)地點(diǎn)接入光纜，激光發(fā)射器通過光纜發(fā)射光線，進(jìn)而測量因線路缺陷引起的可跟蹤反射。地震波穿過土壤引起電纜的膨脹和收縮，從而改變了光在這些確定的航路點(diǎn)之間傳播的距離。光傳播距離的差異類似于數(shù)千個(gè)地震儀測量該地區(qū)地震產(chǎn)生的波。

HK-TrueNAS M40應(yīng)用

為了收集數(shù)據(jù)，加州理工學(xué)院的地震實(shí)驗(yàn)室有幾個(gè)高端的GPU驅(qū)動(dòng)的服務(wù)器，這些服務(wù)器通過40GbE網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。該網(wǎng)絡(luò)連接到兩臺(tái)高容量的HK-TrueNAS M40存儲(chǔ)系統(tǒng)上，提供高性價(jià)比的單控制器或高可用性(HA)雙控制器配置，實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)可靠性。每個(gè)存儲(chǔ)控制器提供高達(dá)128 GB的RAM以及高達(dá)3.2 TB的基于SSD的讀緩存和高達(dá)16GB的基于NVDIMM的寫緩存。在吞吐量方面，系統(tǒng)支持每個(gè)存儲(chǔ)控制器2個(gè)40GbE(或4個(gè)10GbE)+2個(gè)10GBase-T接口，當(dāng)數(shù)據(jù)量增加時(shí)提供足夠的性能空間。M40具有面向未來的128位“縱向擴(kuò)展”ZFS文件系統(tǒng)，能夠輕松且經(jīng)濟(jì)高效地?cái)U(kuò)展，以跟上不斷增長的研究數(shù)據(jù)量。

Morgan Littlewood

虹科iXsystems公司產(chǎn)品管理高級(jí)副總裁

“TrueNAS M40為加州理工學(xué)院的IT后端帶來了高可用性ZFS存儲(chǔ)的強(qiáng)大功能，使其成為該應(yīng)用程序的強(qiáng)大數(shù)據(jù)保留解決方案，與專有存儲(chǔ)選項(xiàng)相比，價(jià)格低廉的TrueNAS M40提供了一整套數(shù)據(jù)管理功能和彈性，確保地震研究數(shù)據(jù)始終可用且完整。”

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結(jié)論

TrueNAS讓客戶獲得了

使用開源系統(tǒng)控制存儲(chǔ)成本

快速數(shù)據(jù)訪問

高可用性系統(tǒng)提供持續(xù)的地震監(jiān)測和分析