Energy Sciences Network - Energy Sciences Network

Energy Sciences Network
ESnet-logo
Forkortelse ESnet
Dannelse 1986
Region servert
forente stater
Nettsted www .es .net
ESnet-kart
ESnet-forbindelse til Europa

The Energy Sciences Network ( ESnet ) er en høyhastighets datanettverk som serverer United States Department of Energy (DOE) forskere og deres samarbeidspartnere over hele verden. Den administreres av ansatte ved Lawrence Berkeley National Laboratory .

Mer enn 40 laboratorier og forskningssteder for DOE Office of Science er direkte koblet til dette nettverket. ESnet-nettverket kobles også til mer enn 140 andre forsknings- og kommersielle nettverk, slik at DOE-forskere kan samarbeide med forskere over hele verden.

Oversikt

The Energy Sciences Network (ESnet) er Office of Science høy ytelse nettverk bruker anlegget, og leverer svært pålitelige data transportmuligheter optimalisert for kravene i stor skala vitenskap. I hovedsak er ESnet sirkulasjonssystemet som muliggjør DOE-vitenskapsmisjonen. ESnet er styrt av Advanced Scientific Computing Research Program, og ledes og drives av Scientific Networking Division ved Lawrence Berkeley National Laboratory.

ESnet kobler sammen DOEs nasjonale laboratoriesystem, dusinvis av andre DOE-steder og ~ 200 forsknings- og kommersielle nettverk over hele verden - slik at titusenvis av forskere ved DOE-laboratorier og akademiske institusjoner over hele landet kan overføre store datastrømmer og få tilgang til eksterne forskningsressurser i virkeligheten. ESnet eksisterer for å tilby den spesialiserte nettverksinfrastrukturen og -tjenestene som kreves av de nasjonale laboratoriene, store vitenskapssamarbeid og DOE-forskningsmiljøet. ESnet gir pålitelige forbindelser med høy båndbredde som gjør det mulig for tusenvis av landets forskere å samarbeide om noen av verdens viktigste vitenskapelige utfordringer, inkludert energi, biovitenskap, materialer og universets opprinnelse.

ESnet ble dannet i 1986, og kombinerte driften av tidligere DOE-nettverksprosjekter kjent som HEPnet (for høyenergifysikk ) og MFEnet (for magnetisk fusjonsenergiforskning ). Mens den vokste i det terrestriske USA gjennom årene, distribuerte ESnet i desember 2014 tre 100 Gbit / s-koblinger og en 40 Gbit / s-forbindelse mellom USA og Europa for å forbedre samarbeidsforskningen.

Fra 1990 til 2019 har ESnets gjennomsnittlige trafikk vokst med en faktor 10 hver 47. måned. Innen 2005 brukte kjernenettverket pakke over SONET- koblinger på 10 Gbit / s. I 2009 mottok ESnet 62 millioner dollar i American Research and Recovery Act (ARRA) finansiering fra Department of Energy Office of Science for å investere i neste generasjons infrastruktur for å gi den nødvendige støtten for forskningsoppdagelse i denne nye æra av data-intensiv vitenskap . Etter tre år med planlegging og distribusjon ble ESnet5 - ESnets femte generasjons nettverk - lansert i november 2012. Det nye nettverket ga en umiddelbar tidobling av båndbredden til DOE-forskningssteder til samme pris som å tilby 10G-forbindelser - med muligheten til å nå skalere til 44 ganger dagens kapasitet. ESnet jobber for tiden med sin neste generasjons oppgradering med navnet ESnet6 .

Gjeldende nettverkskonfigurasjon (ESnet 5)

I oktober 2011 rullet ESnet ut sitt 100 Gbit / s ryggradenettverk, kjent internt som ESnet 5. Nettverket er verdens raskeste vitenskapsnettverk og betjener hele DOE nasjonale laboratoriesystem, dets superdatasentre og dets viktigste vitenskapelige instrumenter med hastigheter 10 ganger raskere enn ESnets forrige generasjons nettverk.

ESnet samarbeidet med Internet2, nettverket som forbinder Amerikas universiteter og forskningsinstitusjoner, for å distribuere sitt 100 Gbit / s-nettverk over en ny, meget skalerbar optisk infrastruktur som de to organisasjonene deler til fordel for deres respektive lokalsamfunn.

Prosjektet ble finansiert i 2009 av $ 62 millioner i American Recovery and Reinvestment Act-midler. Kall Advanced Networking Initiative, Gbit / s-nettverket var et prosjekt for å håndtere de utvidende databehovene mellom DOE superdatamaskiner. I desember 2014 utvidet ESnet rekkevidden ved å distribuere fire nye høyhastighets transatlantiske lenker, noe som gir forskere ved Amerikas nasjonale laboratorier og universiteter ultrahurtig tilgang til vitenskapelige data fra Large Hadron Collider (LHC) og andre forskningssteder i Europa. ESnets transatlantiske utvidelse leverer en total kapasitet på 340 gigabit per sekund (Gbit / s), og tjener dusinvis av vitenskapelige samarbeid. For å maksimere elastisiteten til den nye infrastrukturen, vil ESnet-utstyr i Europa være sammenkoblet av dedikerte 100 Gbit / s-lenker fra den paneuropeiske nettverksorganisasjonen GÉANT. De nye transatlantiske koblingene bygger på suksessen til det amerikanske LHCNet, et samarbeid mellom Caltech og CERN, ledet av Harvey Newman fra Caltech.

ESnet6

Det vitenskapelige samfunnet står overfor en økende utfordring: dramatisk økende datamengder. Teleskoper skanner universet med større presisjon. Superdatamaskiner simulerer vitenskapelige fenomener i høyere oppløsninger. Sensorer og detektorer samler eksperimentelle resultater med større følsomhet og hastighet. ESnets neste generasjons nettverk, ESnet6, er designet for å hjelpe DOE-forskersamfunnet med å navigere i denne "datafloden" ved å gi dem mer båndbredde, større fleksibilitet og raskere dataoverføringsfunksjoner.

Med en forventet tidlig finish i 2023, vil ESnet6 inneholde en helt ny programvaredrevet nettverksdesign som forbedrer muligheten til raskt å oppfinne, teste og distribuere nye innovasjoner. Designet inkluderer:

  • Toppmoderne optisk utstyr, kjerne- og servicekantutstyr distribuert på ESnets dedikerte fiberoptiske kabelstamme
  • En skalerbar byttekjernearkitektur kombinert med en programmerbar tjenestekant for å legge til rette for rask databevegelse
  • 100 til 400 Gbit / s optiske kanaler, med opptil åtte ganger potensiell kapasitet sammenlignet med ESnet5
  • Tjenester som overvåker og måler nettverket 24/7/365 for å sikre at det fungerer med topp ytelse, og
  • Avanserte muligheter for cybersikkerhet for å beskytte nettverket, hjelpe de tilkoblede nettstedene og forsvare enhetene i tilfelle en nettangrep.

ESnet6 representerer en transformasjonsendring i nettverkskapasitet, elastisitet og fleksibilitet som vil gi konkrete fordeler for DOE-oppdraget, inkludert eksaskala. Som det beste vitenskapelige datanettverket i verden vil ESnet fortsette å støtte effektive samarbeid og konsekvent tilgang til data, databehandling og eksperimenter, og dermed bidra betydelig til USAs konkurranseevne.

Forskning og utvikling

ESnet forsknings- og utviklingsprogrammer har inkludert:

  • Programvaredefinert nettverk: ESnet har utviklet ENOS, ESnet Network Operating System er en prototype neste generasjons arkitektur for håndtering av data-intensive vitenskapelige arbeidsflyter. Konseptet med et "nettverksoperativsystem", et programvarelag som gjør det mulig for applikasjoner å få informasjon om nettverket og programmere det for å dekke dets behov, har blitt diskutert akademisk en stund, men ser nå ut til å være mulig med den brede adopsjonen av den programvaredefinerte Networking (SDN) paradigme. ENOS-tilnærmingen vil gjøre det mulig for ESnet å bygge bedre applikasjonsengasjerte vitenskapelige nettverk og gi grensesnitt, data og programmerbarhet for applikasjoner eller vitenskapelige virtuelle organisasjoner for å bedre orkestrere sine multi-site komplekse big data-prosjekter og optimalisere bruken av lagrings-, beregnings- og skyressurser .
  • Science DMZ: Et nettverksdesignmønster for sikker ruting av store datasett rundt institusjonell brannmur utviklet av ESnet og National Energy Research Scientific Computing Center. Vanligvis, plassert ved nettverkets omkrets, har en DMZ sin egen sikkerhetspolicy og er spesielt dedikert til høyttalende vitenskapstjenester som vender seg mot ytre - utveksling av data med omverdenen. Med støtte fra National Science Foundation har mer enn 100 universiteter over hele landet distribuert Science DMZs.
  • 400 Gbit / s-nettverk: I 2015 har ESnet og National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) bygget en superkanal på 400 gigabit per sekund, den første 400G-produksjonslenken som skal distribueres av en nasjonal forskning og utdanning Nettverk. Tilkoblingen ga kritisk støtte til NERSCs 6000 brukere da anlegget flyttet fra sitt forrige sted i Oakland, California til hovedcampus i Lawrence Berkeley National Laboratory i Berkeley, California. Teamet satte også opp en 400 Gbit / s forskningstesteseng for vurdering nye verktøy og teknologier uten å forstyrre datatrafikken i produksjonen.
  • OSCARS: On Demand Secure Circuits and Reservation System-programvaren utviklet på ESnet, og nå åpen fra fellesskapet, skaper virtuelle kretser med flere domener som garanterer ytelse over hele dataoverføringen i nettverket. OSCARS ble anerkjent med en FoU 100-pris i 2013.
  • perfSONAR : Et test- og målerammeverk som gir end-to-end-overvåking av multi-domain nettverksytelse. ESnet er et sentralt medlem av det internasjonale perfSONAR-samarbeidet, sammen med GÉANT, Indiana University og Internet2. Per 2016 hadde perfSONAR mer enn 1600 installasjoner.

Priser og utmerkelser for ESnet

Secretary of Energy Achievement Award: I mai 2015 anerkjente energisekretær Ernest Moniz ESnet-ansatte med DOE Secretarial Honor Award for sin utvikling av OSCARS, On-demand Secure Circuits and Reservation System. Secretarial Honor Awards er avdelingens høyeste form for ikke-monetær ansattgjenkjenning. Individuelle og lagtildelte blir valgt av energisekretæren.

CENIC Innovations in Networking Award: Corporation for Education Network Initiatives i California (CENIC) kåret ESnet som mottaker av 2015 Innovations in Networking Award for høyytelses forskningssøknader for deres 100-Gigabit Software-Defined Networking (100G SDN) Testbed.

IEEE-SA standardmedaljong: Michael Bennett, leder for ESnets Network Engineering Group, har blitt tildelt en IEEE-SA standardmedaljong for sitt arbeid med å lage energisparende standarder for enheter med Ethernet-tilkoblinger. Standardene forventes å bidra til å spare teravatt av ellers bortkastet strøm ved automatisk å bytte nettverkskomponenter til energisparende modus når de ikke er i bruk. R & D100 Award: ESnet mottok R & D100-prisen for OSCARS (On-demand Secure Circuits and Reservation System) versjon 0.6, som ble avsluttet og utgitt i juni 2012. OSCARS kan automatisk lage end-to-end kretser, krysser flere nettverksdomener.

InformationWeeks topp 10 offentlige IT-innovatører: For andre gang på fire år ble ESnet kåret til en av årets beste offentlige IT-innovatører av tidsskriftet InformationWeek Government. Ihe-magasinet siterte ESnet for sitt nye landsdekkende nettverk på 100 gigabit per sekund finansiert som Advanced Networking Initiative og ble lansert i full produksjon i november 2012.

Fierce Innovators: Fierce Government, en publikasjon som dekker den amerikanske regjeringen, kalt ESnet5 Deployment Team, som er tiltalt for å utrulle det nasjonale nettverket på 100 gigabit per sekund som kom i produksjon i november, til den første årlige "Fierce 15" -listen over topp føderale ansatte og team som har gjort spesielt innovative ting.

Internet2 IDEA Awards: To ESnet-prosjekter mottok IDEA-priser (Internet2 Driving Exemplary Applications) i Internet2s årlige konkurranse for 2011 om innovative nettverksapplikasjoner som har hatt den mest positive effekten og potensialet for adopsjon innen forsknings- og utdanningssamfunnet. Internet2 anerkjent OSCARS (On-Demand Secure Circuits and Advance Reservation System), utviklet av ESnet-teamet ledet av Chin Guok, inkludert Evangelos Chaniotakis, Andrew Lake, Eric Pouyoul og Mary Thompson. Bidragsytere var Internet2, USC ISI og DANTE. ESnets MAVEN (Monitoring and Visualization of Energy consumed by Networks) proof of concept-applikasjon ble også anerkjent med en IDEA-pris i studentkategorien.

InformationWeeks topp 10 offentlige IT-innovatører: ESnet ble hedret som en av de 10 beste offentlige IT-innovatørene i 2009 av InformationWeek for utvikling og distribusjon av OSCARS (On-Demand Secure Circuits and Reservation System).

Excellence.Gov-pris: ESnet ble hedret med en Excellence.Gov-pris i 2009 for sine prestasjoner innen utnyttelse av teknologi. Excellence.Gov-prisene er sponset av Industry Advisory Council (IAC) Collaboration and Transformation Shared Interest Group og anerkjenner den føderale regjeringens beste IT-prosjekter (IT).

Referanser

Eksterne linker