高能物理计算发展动态.ppt

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1、高能物理计算发展动态,中科院高能所计算中心010-68187981,LHC高能物理实验数据处理示意图,在线取数,CERN 700k SI95 1 PB Disk;Tape Robot,FNAL:200k SI95;600 TB,IN2P3 Center,INFN Center,RAL Center,Institute,Institute,Institute,Institute 0.25TIPS,PC或工作站,100-400 MBytes/sec,2.5 Gbps,100-1000 Mbits/sec,HPSS,HPSS,2007-8年达几十 Pbyte/sec.5年左右达到1000PByte/

2、sec,离线物理数据,PByte/sec,2.5 Gbits/sec,HPSS,HPSS,HPSS,2.5 Gbps,对撞实验,介绍ICFA-SCIC(International Committee on Future Accelerators-Standing Committee on Interregional Connectivity国际未来加速器学会-网络分会（引用到加州理工大学纽曼教授的PPT）,ICFA 网络计划,ICFA 于1996年启动各国之间的高速网络互联计划“ICFA 要求参与国际高能物理合作的国家和机构必须：Review their operating methods t

3、o ensure they are fully adapted to remote participation Strive to provide the necessary communications facilities and adequate international bandwidth”（即各国要运作要接轨、尽力提供带宽）,ICFA 1998联网带宽计划(Mbps),估计1998-2005年期间将是 1001000 倍的带宽需求增加,NTF,ICFA-SCIC网络分会,成立于 1998年7月主要任务:向ICFA 建议有关北美、亚洲和欧洲高能物理合作中的高速联网计划；作为其一部分工

4、作SCIC负责：Monitor traffic Keep track of technology developmentsPeriodically review forecasts of future bandwidth needs,and Provide early warning of potential problems负责成立下属专业分会SCIC主席每年向ICFA和各实验室主任的联席会议报告工作进展。（近期是2003年2月）广泛代表各主要实验室及 ECFA,ACFA,NA Users,S.America,跨越大西洋的带宽要求*,*按最大占用50%算,主干网与各国连接的进展,欧洲 GEA

5、NT 主干网联结31个国家，速率 2.5 and 10 Gbps英国:JANET 网，速率10 Gbps2.5 Gbps NY-London,with 622 Mbps to ESnet and Abilene法国(IN2P3):2.5 Gbps RENATER里昂-日内瓦（CERN）的连接千兆以太网1.0G计划2003年改用光纤 SuperSINET(日本):10 Gbps IP and 10 Gbps Wavelength Core东京-纽约的连接:2 x 2.5 Gbps;需要到StarlightCA*net4(加拿大):国内光纤，速率10 Gbps“Lambda-Grids”计划200

6、4年5月实现GWIN(德国):2.5 Gbps 骨干;到美国 2 x 2.5 Gbps;俄罗斯:155 Mbps 连到莫斯科到GEANT 155 Mbps,（续）,美国Abilene(Internet2)从 2.5G 正升级到10 GbpsEncourage high throughput use for targeted applications 美国能源部ESNET:升级到 10 Gbps美国与西欧中心（CERN）622 Mbps;到STARLIGHT2.5G 三地STARLIGHT-CERN-NL连接2003年到10G 美国SLAC到法国IN2P3(BaBar)100 Mbps通过US-

7、CERN到Renater600 Mbps 今年BaBar的目标美国费米实验室（FNAL）与Esnet 连接升级到622 Mbps用光纤连到STARLIGHT纽约到阿母斯特丹由Tyco公司捐助（IEEAF）计划,2002年由IEEAF安排 622 Gbps+10 Gbps Research Wavelength,IEEAF网络带宽基金计划,A.受益的已有头15个国家高能物理机构（见下图）B.包括了加速器/对撞机实验室和参与实验合作的大学。C.除了俄罗斯联邦外，所有的申请机构获得了批准。这项申请依然对其它国家高能物理机构开放。联系人：Joseph A.VigoritoEnergy Solution

8、sGeographic Network Affiliates-International,Inc.262 Harbor DriveStamford,CT 06902Tel:203-324 8803 x 7915Mobile:203-209 2805Fax:203 324 9576,俄罗斯明年开通高能物理高速网,俄罗斯科技部宣布从明年（2003年）起免费连入欧洲科研网 GEANT，使俄罗斯的科研网国际接入的速率达到155 Mbps，其中提供 30-50 Mbps专门接到CERN、DESY 和其他欧洲高能物理重要实验室。,高能核物理网格新发展,下一代10 Gbps网络主干网已基本贯穿美国、欧洲和日

9、本。海底连接在2002-2003年达到2.5-10 Gbps。意味着网格技术应用的可能。高速网络的建设尤其需要，包括欧洲、北美、亚洲和非洲：Key Examples:India,Pakistan,China;Brazil;Romania（特别是中国等国家）消除最后一公里的连接瓶颈在全球都是一个关键。,高能物理与核物理的主干网带宽（Gbps）-ICHEP2002会议提供,飞速发展的网络技术,在今后一至两年内 与10 Gbps 以太网相连的交换机和服务器在 10 Gbps水平的局域网与广域网里进行网络集成。Intel 10 GbE 服务器 NICs 在Beta测试。40 Gbps Waveleng

10、ths已推出演示。新一代路由器:100 Mpps 转发功能,4口和每口多于10 Gbps;背板达到Terabit/秒 等.推出宽带无线 Multiple 3G/4G alternatives:克服最后一公里的驱动设备 802.11 ab,UWB;Mobile:CDMA2000/1xEV-DO,ICFA-SCIC的近期活动,1）2002年12月13日ICFA-SCIC会议在 日本KEK举行。2）此外，亚太地区网络大会在2003年1月22日举行。这次大会也是ICFA-SCIC的亚洲网络工作会议。会议将讨论高能物理界对亚太地区IEEAF网络主干网 的需求。目前，已有诸多的亚太地区国家如印度、巴基斯坦

11、、马来西亚、越南、菲律宾、澳大利亚、俄罗斯、中国、台湾地区、韩国和日本参加欧洲(CERN,DESY)、美国(SLAC、FNAL、BNL)和日本（KEK）的高能物理实验，他们都需要带宽从这些实验室传输数据进行合作研究。,目前被ICFA组织登计的中国相关机构,高能所IHEP(Institute of High Energy Physics)理论所ITP(Institute of Theoretical Physics)近代物理所IMP(Institute of Modern Physics)清华大学Tsinghua Univ.AS4538 166.111.0.0/165.北京大学Peking Un

12、iv.山东大学Shandong Univ.浙江大学Zhejiang Univ.中国科大Univ.of Science and Technology-,CHEP2003在加州La Jolla召开,1）Grid 结构、基础设施和中间件(特别是标准问题和安全问题，包括传输等）2)高能核物理Grid 应用、实验床和示范演示3)高能核物理的计算系统和基础设施(包括地区的CPU与存贮优化问题）4)网络的高性能运行(网络测试与改进；新标准、新技术；跨国连 网工程）,CHEP2003在加州La Jolla召开（续）,5)数据获取，触发和控制6)格点规范场计算7)高能物理软件结构与软件工程 8)数据的管理与保存

13、技术 9)数据分析环境与可视化（分布计算）10)模拟与模型 11)合作工具与信息系统(会议电视、物理学家的远程连接）,国内现有的部署,863计划重点部署了高性能计算领域的研究863“国家高性能计算环境”重大项目曙光3000、神威、银河、近10个高性能计算中心（网格结点）初步功能的网格系统软件和一批网格应用软件 中科院计算所、国防科技大学、江南计算所、清华大学、西安交通大学、中国科技大学、华中科技大学等单位，都开展了网格技术的研究 与网络部门、应用部门、地方政府的合作关系,国家高性能计算环境建设,促进国内GRID的发展,国内GRID计划急待高能核物理领域的加入；各高能物理、核物理、理论物理研究所

14、必须首先高速联网（100MB、500MB、1.0GB等）；引进国际高能核物理GRID先进经验；自主进行国内用户中间件的开发；参与国内GRID活动，并作出贡献。,高能所GRID可行的几条路线建议,扩容到2MB或更高与日本KEK连接（国际高能物理GRID亚洲中心，Yokio Karita）开通高速专线100MB与中关村的中科院网络中心连接（国家863计划的GRID设施，计算所牵头）开通1G以上高速专线与上海大学连接（上海政府的GRID设施，李三立院士牵头）,网格技术,网格技术本质上是分布式计算技术，与OSF、CORBA、DCOM、CSCW等技术有密切联系。网格是机群（Cluster）系统的分布式扩

15、展。网格是Server-oriented结构，基于C/S思想，Peer-oriented 系统是与网格互补的思想。网格技术的安全保证目前主要是传输加密与认证，尚有更多的问题需研究。全世界现有132个Grid网站，333万Grid网页；73个Web Service网站，35万Web Service网页。5990网页同时涉及Grid 和 Web Service。（2002年6月统计）,亚太地区网络动态,Asia:to set Gbps connectivity to the end points(universities and institutes)as a general goal in th

16、e Asia-Pacific region.This means 2.5 Gbps backbones and then 10 Gbps backbones as soon as possible.,PingER deployment,Measurements from34 monitors in 14 countriesOver 600 remote hostsOver 72 countries Over 3300 monitor-remote site pairsMeasurements go back to Jan-95Reports on RTT,loss,reachability,j

17、itter,reorders,duplicates Countries monitoredContain 78%of world population99%of online users of Internet,Monitoring Sites,Remote Sites,History-Round Trip Time(RTT),Improving by 10-20%yearMore direct pathsReplacing satellites with land lines Satellite 550msFaster lines&network equipmentLower limit s

18、peed of light in fiber,Typical lower limit today distance/(0.3*(0.6*c),Speed of light in fiber,History one Research ISP,100%growth in traffic/yr for last 12 yearsContinuous upgradesIncrease packet size(bulk throughput apps),CERN计算模式,1)How the Atlas group people use computers for their jobs,do they n

19、eed C.C.?Most people use the Linux cluster called lxplus(not just Atlas,all experiments do,and Theory dept.also)2)Does Atlas store Data on C.C?or just in Atlas group office?Yes,the large Monte Carlo files are stored in part at the Cern computing center（look at the Atlas web page for Grid data storag

20、e,much data is also at other sites）3)What is the main work for C.C.?They dont specifically work for Atlas,they just make sure that the infrastructure works for all.Computing Centers is giving technical support to ATLAS,help them build and upgrade their cluster.,BES实验的数据处理,高亮度对撞与较高分辨率探测记录；计算机数字化在线取数；大数据量的离线处理；刻度提取参数重建计算物理量物理分析事例统计Monte Carlo 模拟配合探测器设计模拟计算物理事例模拟及分析,BESIII数据处理,100倍于现在的实验；在线取数的实时性，要求存带；离线处理的及时性，要求宽带传输；GB刻度Farm-1+Robot重建Farm-2+Robot物理Farm-3+SAN合作Internet+GRID,