Более 40 лабораторий и исследовательских центров DOE Office of Science напрямую подключены к этой сети. Сеть ESnet также соединяет исследовательские и коммерческие сети, позволяя исследователям DOE сотрудничать с учеными по всему миру.
Обзор
Energy Sciences Network (ESnet) — это сетевое пользовательское средство Office of Science, предоставляющее возможности передачи данных для нужд крупномасштабной науки. Созданная в 1986 году, объединяющая операции более ранних сетевых проектов DOE, известных как HEPnet (для физики высоких энергий ) и MFEnet (для исследований энергии магнитного синтеза ), ESnet курируется Программой научных вычислительных исследований [1] , управляемой и эксплуатируемой Отделом научных сетей Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, и используется для обеспечения научной миссии DOE.
ESnet объединяет национальную лабораторную систему Министерства энергетики, десятки других объектов Министерства энергетики, исследовательские и коммерческие сети по всему миру, позволяя ученым в лабораториях Министерства энергетики и академических институтах по всей стране передавать потоки данных и получать доступ к удаленным исследовательским ресурсам в режиме реального времени.
ESnet предоставляет сетевую инфраструктуру и услуги, необходимые национальным лабораториям, крупным научным коллаборациям и исследовательскому сообществу DOE. Услуги ESnet направлены на обеспечение пропускной способности соединений, позволяющих ученым сотрудничать в различных областях исследований в США и, с декабря 2014 года, в Европе с целью улучшения сотрудничества. [2]
По собственным данным ESnet, в период с 1990 по 2019 год средние объемы трафика росли в 10 раз каждые 47 месяцев. [3]
В 2009 году ESnet получила финансирование в размере 62 миллионов долларов США в рамках Американского закона об исследованиях и восстановлении (ARRA) от Управления по науке Министерства энергетики США для инвестирования в свою инфраструктуру с целью предоставления необходимой поддержки для научных открытий в эту новую эпоху науки с интенсивным использованием данных.
ESnet5– сеть пятого поколения ESnet – запущена в ноябре 2012 года, обеспечивая увеличенную пропускную способность для исследовательских площадок DOE. В настоящее время ESnet работает над обновлением следующего поколения под названием ESnet6. [4]
Текущая конфигурация сети (ESnet 5)
В октябре 2011 года компания ESnet развернула свою магистральную сеть со скоростью 100 Гбит/с, известную внутри компании как ESnet 5. Сеть обслуживает всю национальную лабораторную систему Министерства энергетики США, ее суперкомпьютерные центры и основные научные приборы со скоростью, в 10 раз превышающей скорость сети ESnet предыдущего поколения.
Компания ESnet заключила партнерское соглашение с Internet2, сетью, соединяющей университеты и научно-исследовательские институты Америки, с целью развертывания своей сети со скоростью 100 Гбит/с на основе новой, высокомасштабируемой оптической инфраструктуры, которую обе организации совместно используют на благо своих сообществ.
Проект финансировался в 2009 году на 62 миллиона долларов из фондов Закона о восстановлении и реинвестировании Америки. Названная Advanced Networking Initiative, сеть Gbit/s была проектом для обработки растущих потребностей в данных между суперкомпьютерными объектами DOE. В декабре 2014 года ESnet расширила свое присутствие, развернув четыре новых высокоскоростных трансатлантических соединения, предоставив исследователям в национальных лабораториях и университетах Америки сверхбыстрый доступ к научным данным с Большого адронного коллайдера (LHC) и других исследовательских площадок в Европе. [2] Трансатлантическое расширение ESnet обеспечивает общую пропускную способность 340 гигабит в секунду (Гбит/с) и служит научному сотрудничеству. Чтобы максимизировать отказоустойчивость новой инфраструктуры, оборудование ESnet в Европе будет соединено выделенными соединениями 100 Гбит/с от общеевропейской сетевой организации GÉANT. Новые трансатлантические связи основаны на успехе американской сети LHCNet — совместной работы Калтеха и ЦЕРНа под руководством Харви Ньюмана из Калтеха.
ESnet6
Сеть нового поколения ESnet, ESnet6, призвана помочь научно-исследовательскому сообществу Министерства энергетики США справляться с растущими объемами данных, предоставляя им большую пропускную способность, большую гибкость и более быстрые возможности передачи данных.
С прогнозируемым ранним завершением в 2023 году, ESnet6 предположительно будет иметь новый программно-управляемый сетевой дизайн, который повышает способность быстро изобретать, тестировать и развертывать новые инновации. Говорят, что дизайн включает:
Оптическое, базовое и сервисное периферийное оборудование развернуто на выделенной волоконно-оптической кабельной магистрали ESnet.
Масштабируемая архитектура коммутационного ядра в сочетании с программируемой границей сервисов обеспечивает высокоскоростную передачу данных.
Оптические каналы со скоростью от 100 до 400 Гбит/с, что в восемь раз превышает потенциальную пропускную способность ESnet5.
Услуги, которые круглосуточно отслеживают и измеряют работу сети, чтобы гарантировать ее максимальную производительность.
Возможности кибербезопасности для защиты сети, поддержки подключенных к ней сайтов и защиты ее устройств в случае кибератаки .
Исследования и разработки
Программы исследований и разработок ESnet включают:
Программно-определяемые сети: ESnet разработала ENOS, сетевую операционную систему ESnet, которая является прототипом архитектуры для обработки научных рабочих процессов с интенсивным использованием данных. Концепция «сетевой операционной системы», программного уровня, который позволяет приложениям получать информацию о сети и программировать ее для удовлетворения своих потребностей, некоторое время обсуждалась в академических кругах, но теперь кажется осуществимой с широким принятием парадигмы программно-определяемых сетей (SDN). Подход ENOS позволит ESnet создавать более эффективные научные сети, взаимодействующие с приложениями, и предоставлять интерфейсы, данные и программируемость для приложений или научных виртуальных организаций, чтобы лучше организовывать свои многосайтовые сложные проекты больших данных и оптимизировать использование ресурсов хранения, вычислений и облачных ресурсов.
Science DMZ: Шаблон проектирования сети для безопасной маршрутизации больших наборов данных вокруг институционального брандмауэра, разработанный ESnet и Национальным центром научных вычислений в области энергетики. Обычно DMZ, расположенная на периметре сети, имеет собственную политику безопасности и специально предназначена для высокопроизводительных научных сервисов, ориентированных на внешние ресурсы, — обмена данными с внешним миром. При поддержке Национального научного фонда университеты по всей стране развернули Science DMZ.
Сеть 400 Гбит/с: В 2015 году ESnet и Национальный центр энергетических исследований и научных вычислений (NERSC) построили суперканал со скоростью 400 гигабит в секунду, первый в истории производственный канал 400G, развернутый национальной исследовательской и образовательной сетью. Подключение обеспечивало поддержку пользователей NERSC, когда объект переехал из своего предыдущего местоположения в Окленде, Калифорния, в главный кампус Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли в Беркли, Калифорния. Команда также создала исследовательский испытательный стенд со скоростью 400 Гбит/с для оценки новых инструментов и технологий без вмешательства в трафик производственных данных.
OSCARS: программное обеспечение On-Demand Secure Circuits and Reservation System, разработанное в ESnet и теперь открытое для сообщества, создает многодоменные виртуальные каналы , гарантирующие сквозную передачу данных в сети. OSCARS был отмечен наградой R&D 100 Award в 2013 году.
perfSONAR: Тестовая и измерительная среда, которая обеспечивает сквозной мониторинг производительности многодоменной сети. ESnet является членом международного сотрудничества perfSONAR вместе с GÉANT, Университетом Индианы и Internet2.
Награды и почести ESnet
Премия за достижения в области энергетики 2015 года: министр энергетики Эрнест Мониз награжден за разработку OSCARS, On-demand Secure Circuits and Reservation System. Почетные награды за секретарскую работу являются высшей формой неденежного признания заслуг сотрудников департамента. [5]
Премия CENIC Innovations in Networking Award 2015: присуждена за испытательный стенд 100-гигабитной программно-определяемой сети (100G SDN). [6]
Десять ведущих новаторов в сфере государственных ИТ по версии InformationWeek за 2012 год: во второй раз за четыре года упомянута компания ESnet за ее новую общенациональную сеть со скоростью передачи данных 100 гигабит в секунду, финансируемую в рамках Advanced Networking Initiative и запущенную в эксплуатацию в ноябре 2012 года. [7]
Fierce Innovators 2012: Для команды по развертыванию ESnet5, ответственной за развертывание национальной сети со скоростью 100 Гбит/с, которая была запущена в эксплуатацию в ноябре, в первый ежегодный список «Fierce 15» лучших федеральных служащих и команд, которые реализовали особенно инновационные проекты. [8]
Премия Internet2 IDEA 2011 года: два проекта ESnet получили награду IDEA (Internet2 Driving Exemplary Applications). Internet2 признал OSCARS (On-Demand Secure Circuits and Advance Reservation System), разработанную командой ESnet под руководством Чина Гуока, включая Эвангелоса Чаниотакиса, Эндрю Лейка, Эрика Пуйоуля и Мэри Томпсон. Приложение ESnet MAVEN (Monitoring and Visualization of Energy Consumer by Networks) для проверки концепции также было отмечено наградой IDEA в студенческой категории. [9]
2009 г. — 10 лучших новаторов в области государственных ИТ по версии InformationWeek: награжден за разработку и внедрение защищенных каналов связи и системы резервирования по требованию (OSCARS). [10]
Премия Excellence.Gov 2019 года: присуждается за достижения в использовании технологий. Премия Excellence Gov спонсируется Группой общих интересов Collaboration and Transformation Консультативного совета по промышленности (IAC) и отмечает проекты федерального правительства в области информационных технологий (ИТ). [11]
Ссылки
^ "Energy Sciences Network (ESnet)". Министерство энергетики США . Получено 8 октября 2011 г.
^ ab Jon Bashor (20 октября 2014 г.). "ESnet Extends 100G Connectivity Across Atlantic". ES.net . Архивировано из оригинала 9 августа 2023 г. . Получено 9 августа 2023 г. .
^ Джо Буррессия (21 января 2008 г.). "Обновление ESnet". Презентация на семинаре Joint Techs . Архивировано из оригинала ( Microsoft PowerPoint ) 12 октября 2011 г. Получено 8 октября 2011 г.
^ «О ESnet6».
↑ Джон Башор (7 мая 2015 г.). «Министр энергетики Мониз отмечает службу резервирования полосы пропускания OSCARS компании ESnet». ES.net . Получено 14 июля 2016 г.
^ Джон Башор (26 февраля 2015 г.). «CENIC награждает испытательный стенд ESnet 100G SDN премией 2015 Innovations in Networking Award». ES.net . Получено 14 июля 2016 г.
^ Джон Башор (9 января 2013 г.). «ESnet снова названа одним из ведущих государственных новаторов». ES.net . Получено 14 июля 2016 г.
↑ Джон Башор (27 ноября 2012 г.). «Команда по развертыванию ESnet5 названа «яростными» новаторами». ES.net . Получено 14 июля 2016 г. .
^ Inder Monga (4 октября 2011 г.). «Сила идеи: два проекта ESnet удостоены наград Internet2 IDEA Awards». Network Matters . Получено 14 июля 2016 г.
^ Джон Фоли (15 сентября 2009 г.). «InformationWeek 500: 10 правительственных организаций, которые понимают инновации в сфере ИТ». Information Week . Получено 8 октября 2011 г.
↑ Джон Башор (16 апреля 2009 г.). «ESnet Министерства энергетики США получил награду Excellence.gov Award 2009 за эффективное использование технологий». newscenter.lbl.gov . Получено 14 июля 2016 г.
Внешние ссылки
"Energy Sciences Network" . Получено 8 октября 2011 г. .
