Sieć nauk o energii

Sieć nauk o energii
Skrót ESnet
Tworzenie 1986
Obsługiwany region
 Stany Zjednoczone
Strona internetowa www.es.net _ _
Mapa ESnetu
Połączenie ESnet z Europą

Energy Sciences Network ( ESnet ) to szybka sieć komputerowa służąca naukowcom Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) i ich współpracownikom na całym świecie. Zarządza nim personel Lawrence Berkeley National Laboratory .

Ponad 40 laboratoriów i ośrodków badawczych DOE Office of Science jest bezpośrednio podłączonych do tej sieci. Sieć ESnet łączy również sieci badawcze i komercyjne, umożliwiając badaczom DOE współpracę z naukowcami z całego świata.

Przegląd

Sieć Energy Sciences Network (ESnet) to narzędzie sieciowe Office of Science, zapewniające możliwości przesyłania danych zoptymalizowane pod kątem wymagań nauki na dużą skalę. Zasadniczo ESnet to układ krążenia, który umożliwia misję naukową DOE. ESnet jest zarządzany przez program badań naukowych w dziedzinie informatyki oraz zarządzany i obsługiwany przez dział sieci naukowych w Lawrence Berkeley National Laboratory.

ESnet łączy krajowy system laboratoryjny DOE, dziesiątki innych ośrodków DOE, sieci badawcze i handlowe na całym świecie, umożliwiając naukowcom z laboratoriów DOE i instytucji akademickich w całym kraju przesyłanie strumieni danych i dostęp do zdalnych zasobów badawczych w czasie rzeczywistym. ESnet istnieje, aby zapewnić specjalistyczną infrastrukturę sieciową i usługi wymagane przez krajowe laboratoria, duże kooperacje naukowe i społeczność badawczą DOE. ESnet zapewnia połączenia o dużej przepustowości, które umożliwiają krajowym naukowcom współpracę nad niektórymi światowymi wyzwaniami naukowymi, takimi jak energia, nauki biologiczne, materiały i pochodzenie wszechświata.

ESnet powstał w 1986 roku, łącząc działania wcześniejszych projektów sieciowych DOE, znanych jako HEPnet (dla fizyki wysokich energii ) i MFEnet (dla badań nad energią syntezy magnetycznej ). Rozwijając się przez lata w naziemnych Stanach Zjednoczonych, w grudniu 2014 r. ESnet wdrożył trzy łącza 100 Gbit/s i jedno połączenie 40 Gbit/s między Stanami Zjednoczonymi a Europą w celu usprawnienia wspólnych badań.

Od 1990 do 2019 roku średni ruch w ESnet wzrastał dziesięciokrotnie co 47 miesięcy. Do 2005 r. sieć rdzeniowa wykorzystywała pakietowe przez SONET z szybkością 10 Gbit / s. W 2009 roku ESnet otrzymał 62 miliony dolarów w ramach American Research and Recovery Act (ARRA) z Departamentu Energii Office (DOE) of Science na inwestycje w infrastrukturę nowej generacji, aby zapewnić niezbędne wsparcie dla odkryć badawczych w tej nowej erze danych -intensywna nauka. Po trzech latach planowania i wdrażania w listopadzie 2012 r. uruchomiono ESnet5 — sieć ESnet piątej generacji. Nowa sieć zapewniła natychmiastowe zwiększenie przepustowości ośrodkom badawczym DOE przy takich samych kosztach, jak połączenia 10G — z możliwością skalowania do 44 razy aktualna pojemność. ESnet pracuje obecnie nad aktualizacją nowej generacji o nazwie ESnet6 .

Bieżąca konfiguracja sieci (ESnet 5)

W październiku 2011 r. ESnet uruchomił swoją sieć szkieletową 100 Gbit / s, znaną wewnętrznie jako ESnet 5. Sieć obsługuje cały krajowy system laboratoryjny DOE, jego centra superkomputerowe i główne instrumenty naukowe z prędkością 10 razy większą niż poprzednia generacja ESnet sieć.

ESnet nawiązał współpracę z Internet2, siecią łączącą amerykańskie uniwersytety i instytucje badawcze, aby wdrożyć swoją sieć 100 Gbit/s w nowej, wysoce skalowalnej infrastrukturze optycznej, którą obie organizacje współdzielą z korzyścią dla swoich społeczności.

Projekt został sfinansowany w 2009 roku z funduszy American Recovery and Reinvestment Act w wysokości 62 milionów dolarów. Zadzwoń do Advanced Networking Initiative, sieć Gbit / s była projektem mającym na celu zaspokojenie rosnących potrzeb danych między urządzeniami superkomputerowymi DOE. W grudniu 2014 r. sieć ESnet rozszerzyła swój zasięg, wdrażając cztery nowe, szybkie łącza transatlantyckie, dając naukowcom z krajowych laboratoriów i uniwersytetów w Ameryce ultraszybki dostęp do danych naukowych z Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) i innych ośrodków badawczych w Europie. Transatlantyckie rozszerzenie ESnet zapewnia łączną przepustowość 340 gigabitów na sekundę (Gbit/s) i służy współpracy naukowej. Aby zmaksymalizować odporność nowej infrastruktury, sprzęt ESnet w Europie zostanie połączony dedykowanymi łączami 100 Gbit/s z ogólnoeuropejskiej organizacji sieciowej GÉANT. Nowe połączenia transatlantyckie opierają się na sukcesie amerykańskiego LHCNet, współpracy między Caltech i CERN, kierowanej przez Harveya Newmana z Caltech.

ESnet6

Społeczność naukowa stoi przed rosnącym wyzwaniem: dramatycznie rosnącą ilością danych. Teleskopy skanują wszechświat z większą precyzją. Superkomputery symulują zjawiska naukowe w wyższych rozdzielczościach. Czujniki i detektory zbierają wyniki eksperymentów z większą czułością i szybkością. Sieć nowej generacji ESnet, ESnet6, została zaprojektowana, aby pomóc społeczności badawczej DOE w radzeniu sobie z tym „potopem danych”, zapewniając im większą przepustowość, większą elastyczność i szybsze możliwości przesyłania danych.

Z przewidywanym wczesnym zakończeniem w 2023 r., ESnet6 będzie zawierał nowy projekt sieci oparty na oprogramowaniu, który zwiększa zdolność do szybkiego wymyślania, testowania i wdrażania nowych innowacji. Projekt obejmuje:

  • Sprzęt optyczny, rdzeń i usługi brzegowe wdrożony na dedykowanym światłowodowym szkielecie kablowym ESnet
  • Skalowalna architektura rdzenia przełączającego w połączeniu z programowalnym brzegiem usług w celu ułatwienia szybkiego przesyłania danych
  • Kanały optyczne od 100 do 400 Gbit/s, z nawet ośmiokrotnie większą potencjalną przepustowością w porównaniu z ESnet5
  • Usługi, które monitorują i mierzą sieć 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, 365 dni w tygodniu, aby upewnić się, że działa ona z najwyższą wydajnością
  • Możliwości cyberbezpieczeństwa w celu ochrony sieci, wspomagania połączonych witryn i ochrony jej urządzeń w przypadku cyberataku .

ESnet6 reprezentuje transformacyjną zmianę w przepustowości, odporności i elastyczności sieci, która przyniesie wymierne korzyści misji DOE, w tym exascale . ESnet będzie nadal wspierać efektywną współpracę i spójny dostęp do danych, obliczeń i eksperymentów, przyczyniając się w ten sposób do konkurencyjności Stanów Zjednoczonych.

Badania i rozwój

Programy badawczo-rozwojowe ESnet obejmowały:

  • Software Defined Networking: ESnet opracował ENOS, sieciowy system operacyjny ESnet, który jest prototypową architekturą do obsługi procesów naukowych wymagających dużej ilości danych. Koncepcja „sieciowego systemu operacyjnego”, warstwy oprogramowania, która umożliwia aplikacjom uzyskiwanie informacji o sieci i programowanie jej w celu zaspokojenia jej potrzeb, była od jakiegoś czasu dyskutowana w środowisku akademickim, ale teraz wydaje się wykonalna dzięki szerokiemu zastosowaniu oprogramowania Zdefiniowany paradygmat sieci (SDN). Podejście ENOS umożliwi ESnet zbudowanie lepszych sieci naukowych zaangażowanych w aplikacje i zapewnienie interfejsów, danych i programowalności dla aplikacji lub wirtualnych organizacji naukowych w celu lepszej orkiestracji ich złożonych projektów big data w wielu lokalizacjach i optymalizacji wykorzystania zasobów pamięci masowej, obliczeniowej i chmury .
  • Science DMZ: wzorzec projektowy sieci służący do bezpiecznego kierowania dużych zestawów danych wokół zapory instytucjonalnej, opracowany przez ESnet i National Energy Research Scientific Computing Center. Zwykle zlokalizowana na obrzeżach sieci strefa DMZ ma własną politykę bezpieczeństwa i jest specjalnie dedykowana zewnętrznym usługom naukowym o wysokiej wydajności — wymianie danych ze światem zewnętrznym. Przy wsparciu National Science Foundation uniwersytety w całym kraju wdrożyły Science DMZ.
  • Sieć 400 Gbit/s: W 2015 roku ESnet i Narodowe Centrum Badań nad Energią (NERSC) zbudowały superkanał o przepustowości 400 gigabitów na sekundę, pierwsze w historii łącze produkcyjne 400G, które zostanie wdrożone przez krajową instytucję zajmującą się badaniami i edukacją sieć. Połączenie zapewniło wsparcie użytkownikom NERSC, gdy obiekt przeniósł się z poprzedniej lokalizacji w Oakland w Kalifornii do głównego kampusu Lawrence Berkeley National Laboratory w Berkeley w Kalifornii. Zespół utworzył również stanowisko badawcze o przepustowości 400 Gbit/s do oceny nowych narzędzi i technologie bez ingerencji w produkcyjny ruch danych.
  • OSCARS: oprogramowanie On Demand Secure Circuits and Reservation System opracowane w ESnet, a teraz dostępne dla społeczności, tworzy wielodomenowe, wirtualne obwody gwarantujące kompleksową wydajność transferu danych w sieci. OSCARS został wyróżniony nagrodą R&D 100 w 2013 roku.
  • perfSONAR : Platforma testowa i pomiarowa, która zapewnia kompleksowe monitorowanie wydajności sieci wielodomenowej. ESnet jest członkiem międzynarodowej współpracy perfSONAR wraz z GÉANT, Indiana University i Internet2.

Nagrody i wyróżnienia dla ESnet

Nagroda Sekretarza ds. Osiągnięć Energetycznych: W maju 2015 r. Sekretarz ds. Energii Ernest Moniz uhonorował pracowników ESnet nagrodą DOE Secretarial Honor Award za rozwój OSCARS, systemu bezpiecznych obwodów i rezerwacji na żądanie. Nagrody Sekretariatu Honorowego to najwyższa forma niepieniężnego wyróżnienia pracowników departamentu. Laureaci indywidualni i zespołowi są wybierani przez Sekretarza ds. Energii.

CENIC Innovations in Networking Award: Corporation for Education Network Initiatives w Kalifornii (CENIC) przyznała ESnet nagrodę 2015 Innovations in Networking Award za wysokowydajne aplikacje badawcze za 100-gigabitowe stanowisko testowe Software-Defined Networking (100G SDN).

10 najlepszych rządowych innowatorów IT według InformationWeek: Po raz drugi w ciągu czterech lat firma ESnet została uznana przez magazyn InformationWeek Government za jednego z najlepszych rządowych innowatorów IT roku. Magazyn wymienił ESnet za swoją nową ogólnokrajową sieć o przepustowości 100 gigabitów na sekundę, finansowaną jako Advanced Networking Initiative i uruchomioną w pełnej produkcji w listopadzie 2012 roku.

Fierce Innovators: Fierce Government, publikacja zajmująca się rządem Stanów Zjednoczonych, nazwała zespół ds. wdrażania ESnet5, którego zadaniem jest wprowadzenie krajowej sieci o przepustowości 100 gigabitów na sekundę, która weszła do produkcji w listopadzie, na pierwszą doroczną listę „Fierce 15” organizacji najlepsi pracownicy federalni i zespoły, które dokonały szczególnie innowacyjnych rzeczy.

Internet2 IDEA Awards: Dwa projekty ESnet otrzymały nagrody IDEA (Internet2 Driving Exemplary Applications) w corocznym konkursie Internet2 2011 na innowacyjne aplikacje sieciowe, które miały pozytywny wpływ i potencjał do przyjęcia w społeczności badawczej i edukacyjnej. Uznane przez Internet2 OSCARS (On-Demand Secure Circuits and Advance Reservation System), opracowane przez zespół ESnet kierowany przez Chin Guoka, w tym Evangelos Chaniotakis, Andrew Lake, Eric Pouyoul i Mary Thompson. Wśród współpracujących partnerów znaleźli się Internet2, USC ISI i DANTE. Aplikacja ESnet MAVEN (Monitorowanie i wizualizacja energii zużywanej przez sieci) została również wyróżniona nagrodą IDEA w kategorii studentów.

10 najlepszych rządowych innowatorów IT według InformationWeek: Firma ESnet została wyróżniona jako jeden z 10 najlepszych rządowych innowatorów IT w 2009 r. przez InformationWeek za opracowanie i wdrożenie systemu OSCARS (On-Demand Secure Circuits and Reservation System).

Nagroda Excellence.Gov: ESnet został uhonorowany nagrodą Excellence.Gov 2009 za osiągnięcia w wykorzystaniu technologii. Nagrody Excellence Gov są sponsorowane przez Grupę ds. Współpracy i Transformacji Wspólnego Zainteresowania Rady Doradczej ds. Przemysłu (IAC) i są wyrazem uznania dla projektów informatycznych (IT) rządu federalnego.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Energy_Sciences_Network&oldid=1130091593 ”