Darum migriert das Cern seine Linux-Systeme von Red Hat zu Debian

Das europäische Zentrum für Nuklearforschung (Cern) befindet sich in der Nähe von Genf. (Source: Cern)

Das europäische Zentrum für Nuklearforschung (Cern) befindet sich in der Nähe von Genf. (Source: Cern)

Das Cern migriert rund 2200 Front-End-Computer auf die Linux-Distribution Debian. Rund 17'000 Geräte sind mit diesen Rechnern verbunden, die für die Steuerung seiner Beschleuniger zuständig sind. Das Projekt, das die Ingenieure Federico Vaga und Nikos Tsipinakis an der MiniDebConf Winterthur 2026 präsentierten, betrifft nicht die gesamte IT des Forschungszentrums, sondern diese spezifische Ebene seiner Kontrollinfrastruktur.

Seit fast zwanzig Jahren entwickelte das Kernforschungszentrum diese Systeme im Red-Hat-Ökosystem weiter. Dabei nutzte es diverse Linux-Distributionen, darunter Scientific Linux, CentOS und Red Hat Enterprise Linux (RHEL). Ursprünglich plante das Cern, diesen Weg mit CentOS Stream fortzusetzen. Debian war damals als Ausweichlösung vorgesehen.

Hardware-Anforderungen verändern die Ausgangslage

Der Wechsel hängt insbesondere mit den neuen Prozessoranforderungen von RHEL zusammen. RHEL 9 setzt noch die Architektur x86-64-v2 voraus, während RHEL 10 auf x86-64-v3 umstellt. Für das Cern hätte das bedeutet, einen grossen Teil des Gerätebestands anzupassen oder zu ersetzen, wie eine 2023 durchgeführte Analyse ergab. Die Kosten hätten geschätzt 5,4 Millionen Franken betragen.

Die Arbeiten hätten unter anderem die Neugestaltung von rund zehn Hardwarekarten, die Neuverkabelung von Racks und die Wiederinbetriebnahme eines grossen Teils der Systeme umfasst. Selbst unter der Annahme fehlerfreier Lösungen schätzten die Ingenieure die Chancen, dieses Vorhaben erfolgreich abzuschliessen, auf lediglich 20 Prozent.

Vom historischen System zu einer modulareren Infrastruktur

Die Organisation entschied sich deshalb für eine softwarebasierte Lösung. Für die Distribution Debian entschied sich das Team insbesondere wegen ihrer Kompatibilität mit der bestehenden Hardware und der Ausrichtung als Distribution, die auf einer breiten Palette von Konfigurationen funktioniert. Federico Vaga und Nikos Tsipinakis erklären, dass die Migration zugleich als Ausgangspunkt für eine umfassendere Neugestaltung einer Architektur diene, die teilweise bis in die Mitte der 2000er-Jahre zurückreiche. Die Front-End-Computer verfügen in der Regel über keine Festplatte, starten über das Netzwerk und verwenden unter anderem am Cern entwickelte Hardware und Kernel-Treiber. Die neue Architektur soll den Bootloader, den Echtzeit-Linux-Kernel, das Boot-Image und den Debian-Userspace stärker voneinander entkoppeln.

Auch die Build- und Deployment-Kette verändert sich. Das Cern arbeitete bislang mit Architekturen, die auf klassischen Boot-Servern und weitgehend manuellen Abläufen basieren. Neu wechselt das Forschungszentrum zu einer internen Infrastruktur, die unter anderem Kubernetes, GitLab Registry, reproduzierbare Images, HTTP-Dienste und automatisierte Mechanismen für das erneute Deployment nutzt. Die industriellen Systeme bleiben jedoch physisch mit den Beschleunigern verbunden: Es sind in erster Linie die Verwaltungs- und Deployment-Mechanismen, die Cloud-native-Prinzipien übernehmen.

Teilchenbeschleuniger bestimmen Migrationsplan

Der Zeitplan der Migration hängt von den Stillstandszeiten der Beschleuniger ab. Nach einer Entwicklungsphase unter Debian-Version 12 (Bookworm) validierte das Cern inzwischen die im August 2025 veröffentlichte Nachfolgeversion 13 (Trixie) für alle betroffene Systeme. Einige Dutzend Rechner nutzten es bereits seit Ende August 2026, und die rund 2200 industriellen Computer sollen bis Ende Jahr migriert sein. Das Hauptszenario sieht anschliessend vor, Trixie bis 2030 beizubehalten und danach auf Debian 15 umzusteigen. Eine Verlängerung von Trixie bis 2033 über den Extended Long Term Support (ELTS) ist als Ausweichlösung vorgesehen.

Das Cern unterstützt seit Neuestem das Unternehmen Freexian finanziell, wie die beiden Ingenieure während ihrer Präsentation erwähnten. Freexian ist in der Koordination der LTS- und ELTS-Dienstleistungen von Debian tätig. Damit leistet das Cern einen direkten Beitrag zum Open-Source-Ökosystem, von dem künftig ein kritischer Teil seiner Infrastruktur abhängen wird.

Diese Migration findet in einer Phase einer umfassenderen Modernisierung des Cern statt. In einem Interview betonte CIO Enrica Porcari insbesondere, wie wichtig es sei, zwischen Innovation, Stabilität und Risikomanagement abzuwägen. Hier lesen Sie das ganze Interview.