‘Combi werken en promoveren is droombaan’

Hij studeerde af aan de TU Delft met een 9 en publiceerde samen met enkele co-auteurs een doorwrocht wetenschappelijk artikel over het beheer van dynamische workloads in datacenters. Het internationale Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) bood hem het podium. Het grote geld lonkte, maar zo zit Vincent van Beek niet in elkaar. De combi ‘werken en promoveren’ is hem op het lijf geschreven. Het is zijn droombaan. Je tanden stukbijten op een fundamenteel automatiseringsvraagstuk dat onoplosbaar lijkt, dat voedt zijn intrinsieke motivatie. Cloudspecialist Solvinity helpt zijn ambities waar te maken.

Nu de arbeidsmarkt voor it’ers volgens de Intelligence Group op hol dreigt te slaan, had het voor de hand gelegen dat de kersverse ingenieur Vincent van Beek begin dit jaar als software engineer of data scientist aan de slag zou gaan bij een van de favoriete werkgevers voor it-specialisten: Shell, de Rijksoverheid, IBM of een van de banken. ‘Verkassen naar Silicon Valley was inderdaad ook nog een optie, maar daarvoor ben ik te veel gehecht aan Nederland, zegt Van Beek. ‘Werken bij Google betekent tegenwoordig dat je maar een heel klein radartje in een grote machine bent. In Nederland kan ik mijn stempel nog drukken op een specifiek onderzoeksveld.’

Van Beek is een enthousiaste en sportieve man die van de rugbysport en klimmen houdt. Via de rugbyclub ontmoette hij Hein Brat, ceo van het onlangs gefuseerde Bitbrains. Bitbrains is samen met ASP4all per 1 oktober 2015 verdergegaan onder de naam Solvinity. Na wat verkennende gesprekken met de cloudspecialist en de universiteit waren ze er snel uit. Van Beek ging als it-engineer en researcher bij Solvinity aan de slag, terwijl hij de komende vier tot vijf jaar gaat promoveren aan de Technische Universiteit Delft. 

Zonder last of ruggespraak

Het mes snijdt aan twee kanten. Solvinity krijgt de beschikking over de nieuwste wetenschappelijke inzichten die relevant zijn om het ‘thought leadership’ op het gebied van high performance computing en enterprise cloud toepassingen te claimen en Van Beek blijft toegewijd aan de wetenschap. Een redelijk unieke constructie omdat promovendi meestal bij de grote multinationals zoals Shell aan de slag gaan. Voor een bedrijf als Solvinity, dat minder dan tweehonderd medewerkers telt, betekent dit toch een relatief forse investering.Van Beek staat namelijk wel op de loonlijst, maar is de helft van de tijd niet aanwezig. Het geeft volgens Van Beek aan dat Solvinity als ondernemer zijn maatschappelijke verantwoordelijkheid serieus neemt en talent koestert.

Naast Van Beek werkt er inmiddels nog een promovendus bij Solvinity. Prettige bijkomstigheid is dat er op de eerste geen enkele druk wordt uitgeoefend om zijn onderzoek een bepaalde richting op te sturen. Hij mag volstrekt onafhankelijk, dus zonder last of ruggespraak, zijn promotieonderzoek uitvoeren.

Over het onderwerp van het promotieonderzoek (deels gefinancierd door Commit) hoefde Van Beek niet lang na te denken: Mnemos. Degenen die hun Griekse mythen en sagen nog paraat hebben, zullen in Mnemos de godin van het geheugen en de herinnering herkennen. Met een beetje fantasie is de link naar de harde it en het promotieonderzoek (Self-Expressive Management of Business-Critical Workloads in Virtualized Datacenters) wel te maken. Mnemos is de naam van een scheduler die Van Beek als prototype heeft ontworpen in het kader van zijn afstuderen. Iedere student van de TU Delft wordt namelijk geacht aan het eind van zijn tweejarige masterfase een werkend prototype op te leveren. Mnemos is een zelfbeschrijvende, volledig geautomatiseerde scheduler, die is ontworpen om ingezet te worden in gevirtualiseerde datacenters.

Virtuele datacenters

Tegenwoordig is een virtuele machine met één simpele muisklik aangemaakt. Maar wie houdt er precies bij hoe het zit met de workload van de soms wel tientallen virtuele machines die aan één fysieke machine hangen? Het menselijk geheugen schiet al snel tekort. Datacenters met tienduizenden servers zijn tegenwoordig geen uitzondering meer. De groei van virtualisatie is in de afgelopen jaren volgens de Nederlandse marktonderzoeker Keala aanzienlijk geweest en virtualisatie is nog steeds een structurele trend. Zowel mkb als grotere organisaties zetten in steeds grotere mate virtualisatie in op server, desktop of applicaties. Het verder uitnutten of ontsluiten van it-middelen door middel van de virtualisatietechniek is aantrekkelijk omdat het kostenbesparingen, flexibiliteit en energiebesparing oplevert. Kortom: virtualisatie heeft ons veel gebracht en is onontbeerlijk voor de groei van onze digitale economie, maar om nu te zeggen dat het it-landschap er overzichtelijker op is geworden? Niet echt dus.

Scheduling toegepast in een computer is een belangrijk concept in het ontwerp van multitasking- en multiprocessing besturingssystemen en in het ontwerp van een realtime besturingssysteem. Het verwijst naar de manier waarop processen prioriteiten krijgen in een prioriteitenwachtrij. Prioritering zorgt ervoor dat zoveel mogelijk tijd en kansen benut worden en verscherpt de focus op projecten die in zo min mogelijk tijd, zoveel mogelijk opleveren. Deze taak wordt uitgevoerd door software die bekend staat als een scheduler of CPU scheduler.

Ook in gevirtualiseerde datacenters spelen schedulers een cruciale rol bij het verdelen van de verschillende workloads over de verschillende gebruikers, datacenters, clusters en virtuele machines. Zogenoemde geautomatiseerde portfolio schedulers zijn noodzakelijk, al is het alleen maar om menselijke fouten in het datacenter te voorkomen. De ‘self descriptive’ en ‘self aware’ schedulers voorkomen dataverlies en zorgen, afhankelijk van de policy van de datacenterbeheerder, automatisch voor minimale of maximale belasting van CPUs, netwerk, storage en geheugencapaciteit.

Van Beek heeft de real-world data van de datacenters van Solvinity gebruikt om te experimenteren met Mnemos. Het ging hierbij om dertienhonderd virtuele machines, 17 terabyte aan geheugen en meer dan 5 miljoen CPU-core uren.

Bedrijfskritisch

Mnemos is dus vooral geschikt voor het inplannen en prioriteren van business-critical workloads (essentieel voor het succes van een bedrijf) in een gevirtualiseerde datacenteromgeving, met als doel om zo efficiënt mogelijk gebruik te maken van de beschikbare computerrekenkracht, netwerk- en storage resources. Workloads heb je in allerlei soorten en maten. Bij mission-critical workloads (essentieel voor de continuïteit van een bedrijf) is het vooral zaak om de beschikbaarheid te allen tijde te garanderen. Een uptime met vijf negens achter de komma is dan bittere noodzaak. Bol.com of Coolblue kunnen zich rondom kerst, maar eigenlijk gedurende het hele jaar, absoluut geen uitval of latency permitteren. Een business critical workload daarentegen weegt iets minder zwaar dan een mission critial workload. Denk aan e-mail of een crm-toepassing. Uitval leidt niet direct tot discontinuïteit in de bedrijfsvoering.

Slim algoritme

Van Beek heeft niet de illusie dat de grote jongens zoals Facebook, Google, Taobao (het Chinese eBay, red.), ondanks hun enorme schaalgrootte, het probleem van het ‘Self-Expressive Management of Business-Critical Workloads’ inmiddels wél hebben opgelost. Zij worstelen met dezelfde ingewikkelde dilemma’s en zijn ook druk aan het experimenteren met hun workloads. Voor zover hij dit kan beoordelen tenminste, want deze social media reuzen blinken niet uit in transparantie.

Mnemos moet op termijn fundamentele vraagstukken gaan oplossen die het menselijk brein in ieder geval niet kan bevatten. Van Beek legt het graag uit in jip-en-janneke-taal. ‘Door het beheer van workloads verregaand te automatiseren, kun je besparen op arbeidskosten. Door workloads te optimaliseren, bespaar je op energiekosten en kun je bovendien beter voorspellen wanneer je nieuwe resources moet kopen. Efficiënt ingerichte datacenters leveren in onze explosief groeiende digitale economie dus geld op. Ziedaar de maatschappelijke relevantie van mijn promotieonderzoek.’ Bij automatisering van de automatisering bieden slimme algoritmes en machine learning uitkomst. Het doel is volgens Van Beek om de menselijke interventie in datacenters zoveel mogelijk te voorkomen. ‘Het gedefinieerde onderzoeksdomein is nog relatief jong en vergt nog jarenlang simuleren, valideren en testen. Dit verklaart waarom ik de komende vier of vijf jaar onder de pannen ben.’

Inspirator

Iedere ambitieuze student heeft behoefte aan een leermeester of een grote inspirator. Van Beek raakte als student gefascineerd door cloud computing. Hij heeft daarbij het geluk gehad dat hij in aanraking kwam met een van de topdocenten van de TU Delft, Alexandru Iosup, die begin dit jaar is uitgeroepen tot Docent van het Jaar. Iosup is ook een van de co-auteurs van het genoemde wetenschappelijke artikel dat is gepubliceerd over Mnemos. Minister Bussemaker reikte onlangs de prijs uit aan Iosup. De jury roemt hem om de gamification en digitalisering die hij in en buiten zijn colleges toepast, waardoor hij kan aansluiten bij de uiteenlopende behoeften van studenten. ‘Docenten spelen een belangrijke rol in de persoonlijke, professionele en academische ontwikkeling van studenten’, aldus minister Bussemaker bij de uitreiking van de bijbehorende prijs. ‘Every student counts‘, aldus de Engelstalige Iosup. En wie kan dat beter beamen dan Van Beek. De studenten van de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica worden door de docent uitgedaagd om het beste uit zichzelf te halen. En dat is precies wat Van Beek ook wil. Of hij nu met zijn klimsport bezig is, of aan het testen is met Mnemos.