Prometheus & Grafana
Echtzeit-Einblicke in den Exascale-Cluster: Hochperformantes Monitoring und proaktive Diagnose.
Transparenz für komplexe HPC-Infrastrukturen
In modernen Supercomputern generieren tausende Knoten pro Sekunde Millionen von Metrik-Datenpunkten. Das Duo aus Prometheus und Grafana hat sich im Jahr 2026 als Industriestandard für die Bewältigung dieser Datenmengen etabliert. Während Prometheus als hocheffiziente Zeitreihen-Datenbank die Metriken sammelt, transformiert Grafana diese in aussagekräftige Dashboards. Gemeinsam ermöglichen sie es Administratoren, Performance-Engpässe und Systemfehler zu identifizieren, bevor sie den wissenschaftlichen Betrieb stören.
Der Monitoring-Stack
[Bild: Architektur-Diagramm zeigt Prometheus Scraper, Time-Series Database und Grafana Dashboards verbunden mit Exportern auf HPC-Knoten]Prometheus
Ein Open-Source-System für Monitoring und Alerting. Es nutzt ein Pull-Modell, um Metriken von Exportern abzufragen, und speichert diese in einer optimierten Zeitreihen-Datenbank. Die Abfragesprache PromQL erlaubt komplexe Analysen der Cluster-Daten.
Grafana
Die führende Plattform für Monitoring-Visualisierung. Grafana verbindet sich mit Prometheus als Datenquelle und ermöglicht die Erstellung von Echtzeit-Dashboards, die von der Hardware-Temperatur bis zur Auslastung des parallelen Dateisystems alles abbilden.
Proaktive Fehlererkennung
Die Kombination beider Tools geht über reine Beobachtung hinaus und ermöglicht eine proaktive Systempflege:
- Schwellenwert-Alerting: Automatische Benachrichtigung bei kritischen CPU-Temperaturen oder drohender Speicherknappheit.
- Anomalie-Erkennung: Identifikation von untypischen Datenverkehrsmustern im High-Speed-Fabric (InfiniBand/Ethernet).
- Historische Analyse: Korrelation von Job-Abbrüchen mit Hardware-Ereignissen zur schnellen Ursachenforschung (Root Cause Analysis).
Wichtige HPC-Metriken im Blick
| Kategorie | Metrik-Beispiel | Nutzen für den Administrator |
|---|---|---|
| Node Health | CPU Temp, ECC Memory Errors | Frühzeitiges Erkennen von Hardware-Degradierung. |
| Fabric Performance | InfiniBand Port Counters | Identifikation von Paketausfällen und Fabric-Engpässen. |
| Storage I/O | Lustre/GPFS Read/Write Latency | Überwachung der Antwortzeiten des parallelen Dateisystems. |
| Energy Efficiency | Power Consumption (PUE) | Optimierung der Energieaufnahme pro Rechenoperation. |
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