gepubliceerd op dinsdag 26 april 2005

LHC-computercentra bundelen krachten voor wereldwijde Grid-uitdaging

DIT IS EEN GEZAMENLIJK PERSBERICHT VAN SARA EN NIKHEF.

Amsterdam, 25 april 2005 – Vandaag is een belangrijke mijlpaal voor wetenschappelijke Grid-computing bereikt: acht belangrijke computercentra zijn met succes de uitdaging aangegaan om een ononderbroken gegevensstroom van gemiddeld 600 megabytes per seconde gedurende tien dagen van CERN in Genève (Zwitserland), naar zeven sites in Europa en de Verenigde Staten te leiden. De totale hoeveelheid data – 500 terabytes – die gedurende deze uitdaging is getransporteerd, zou wanneer er gebruik zou zijn gemaakt van een eenvoudige 512 kpbs-breedbandverbinding 250 jaar voor nodig hebben gehad.

Deze exercitie maakt deel uit van een reeks uitdagingen – “service challenges” – die ontworpen zijn om de wereldwijde infrastructuur voor gegevensverwerking voor de Large Hadron Collider (LHC) te testen. De LHC wordt op dit moment bij CERN gebouwd om de fundamentele eigenschappen van subatomaire deeltjes en krachten te bestuderen.

De deelnemers aan deze uitdaging zijn: het Brookhaven National Laboratory Fermilab in de Verenigde Staten, het Forschungszentrum Karlsruhe in Duitsland, CCIN2P3 in Frankrijk, INFN-CNAF in Italië, SARA/NIKHEF in Nederland en het Rutherford Appleton Laboratory in Groot-Brittannië.

"Deze service challenge is een zeer belangrijke stap om de gigantische datastromen te kunnen hanteren die de LHC zal genereren", zegt Jamie Shiers, manager van de service challenges bij CERN. "De LHC, die in 2007 operationeel wordt, zal het meest data-intensieve fysica instrument ter wereld zijn en gedurende een decennium elke seconde meer dan 1500 megabytes aan gegevens produceren."

LHC computing beoogt een wereldwijde Grid-infrastructuur van computercentra te gebruiken om voldoende reken-, opslag- en netwerkfaciliteiten te verschaffen, zodat het wetenschappelijke potentieel van de vier belangrijkste LHC-experimenten - ALICE, ATLAS, CMS en LHCb – volledig tot zijn recht kan komen. De infrastructuur is gebaseerd op diverse nationale en regionale wetenschappelijke Grids. De service challenge maakte gebruik van resources van het LHC Computing Grid (LCG) project, Enabling Grids for E-Science (EGEE), Grid3 / Open Science Grid (OSG), INFNGrid en GridPP.

De LHC-wetenschappers hebben een reeks service challenges ontworpen om stapsgewijs te kunnen komen tot het niveau van rekencapaciteit, betrouwbaarheid en gebruiksgemak dat nodig zal zijn om de wereldwijde gemeenschap van meer dan 6000 wetenschappers samen te laten werken aan de LHC-experimenten. Tijdens het LHC-project, zullen de belangrijkste computercentra die betrokken zijn bij de Grid-infrastructuur gezamenlijk de gegevens opslaan van alle vier LHC-experimenten. Voorts zal er veel data-analyse van deze experimenten gedaan worden door wetenschappers die werkzaam zijn bij meer dan 200 andere rekencentra, bij universiteiten en onderzoeklaboratoria verspreid over de hele wereld. Zij hebben toegang tot de data via het Grid.

Vicky White, hoofd van de Fermilab Computing Division, is enthousiast over de resultaten van de service challenge: “Hoge energie fysici sturen al jaren via computernetwerken grote datasets over de hele wereld. Maar tot nu toe ging het dan om relatief korte uitbarstingen van zeer intensief dataverkeer tussen twee sites”, zegt ze. “Maar het dagenlang volhouden van gelijktijdige datatransfers naar verschillende sites op zulke hoge snelheden, is een doorbraak. En het voorspelt dat de uiteindelijke doelstelling die we beogen met LHC-computing haalbaar is.”

Kors Bos, fysicus bij het NIKHEF en voorzitter van het Grid Deployment Board, is het daarmee eens, maar geeft ook aan dat “de uitdaging niet alleen bestaat uit de inherent gedistribueerde aard van de Grid infrastructuur”. Volgens Bos zit die “ook in de noodzaak om grote aantallen instituten en individuen, die ook allemaal al andere bestaande verplichtingen hebben, hieraan te laten samenwerken op een ongelooflijk agressief ambitieus tijdspad.”

Deze service challenge is de tweede in een reeks van vier die uiteindelijk zal leiden tot het operationeel worden van de LHC in 2007. De verwachtingen voor deze challenge werden overtroffen doordat de datastromen nu reeds continu op eenderde van het uiteindelijk voor 2007 beoogde peil gehouden konden worden. Regelmatig werden zelfs pieken bereikt van meer dan 800 MB per seconde. Dit succes werd onder meer mogelijk gemaakt door de snelle netwerken waarvan gebruik werd gemaakt: zoals DFN, GARR, GEANT, Esnet, LHCnet, NetherLight, Renater en UKLight.

De volgende service challenge, die is gepland voor de komende zomer, zal worden uitgebreid met veel andere deelnemende rekencentra. Ook mikt men dan op een langere periode, van drie maanden, continu en stabiel, functioneren. Die uitdaging zal veel van de bij het LHC-project betrokken wetenschappers in staat stellen om hun rekenmodellen voor behandeling en analyse van de data te testen.

Zie ook het internationale bericht:
http://info.web.cern.ch/Press/PressReleases/List.html

Websites van internationale Grid-projecten die bij de 'Service Challenge' betrokken zijn:
LHC Computing Grid (LCG) project: http://www.cern.ch/lcg/
Enabling Grids for E-SciencE (EGEE): http://public.eu-egee.org/
Grid3: http://www.ivdgl.org/grid3/
GridPP: http://www.gridpp.ac.uk/
INFNGrid: http://grid.infn.it/
Open Science Grid (OSG): http://www.opensciencegrid.org/

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met:

Francois Grey
CERN
Tel.: +41 22 767 1483
Email: Francois.Grey@cern.ch

Mona Rowe
BNL
Phone: +1 631 344 5056
Email: mrowe@bnl.gov

Katie Yurkewicz
U.S. Grid Communications, Fermilab
Tel.: +1 630 840 2877
Email: katie@fnal.gov

Holger Marten
GridKa Project, Forschungszentrum Karlsruhe
Tel.: +49 7247 82 5651
Email: holger.marten@iwr.fzk.de

Gaëlle Shifrin
CCIN2P3 communications officer
Tel.: +33 4 78 93 08 80
Email: gshifrin@in2p3.fr
http://cc.in2p3.fr

Barbara Gallavotti
INFN
Tel.: +06 68 68 162
Email: barbara.gallavotti@presid.infn.it

Jules Wolfrat
SARA
Phone +31 20 592 3000
Email: wolfrat@sara.nl

Kors Bos
National Institute for Nuclear Physics and High Energy Physics, NIKHEF
Tel.:+31205925003
Email: bosk@nikhef.nl

Natalie Bealing MCIPR
RAL Public Relations Officer
CCLRC Rutherford Appleton Laboratory
Tel.: +44 (0)1235 445484
Email: n.d.bealing@cclrc.ac.uk

De Nederlandse bijdrage uitgelicht
In Nederland hebben SARA en NIKHEF de krachten gebundeld om samen een belangrijk centrum voor opslag en verwerking van de gegevens van de data-intensieve LHC-experimenten te worden. Dit centrum is in de eerste plaats bedoeld voor de fysici die aan dergelijke experimenten deelnemen, zowel in Nederland als in de direct omliggende landen. Ook kan de samenwerking worden gezien als een bijdrage aan de internationale collaboraties waarin fysici en technici zich hebben verenigd voor het uitvoeren van deze experimenten.

Het centrum zal Petabytes aan gegevens opslaan en verwerken en tevens in staat zijn om Terabytes aan datasets te ontvangen en beschikbaar te stellen over het Grid. Om de vereiste capaciteit en prestaties te realiseren, moeten innovatieve technologieën op het gebied van networking en storage in een productieomgeving worden geïntegreerd. Hiertoe is intensief samengewerkt door SARA, NIKHEF en de Universiteit van Amsterdam.

Bij de tests is gebruik gemaakt van netwerk- en computerapparatuur van de Internet Onderzoeksgroep van de Universiteit van Amsterdam. Medewerkers van deze groep hebben met hun expertise op het gebied van snelle gegevenstransporten over internationale netwerken direct meegewerkt aan het succes van deze "Challenge".

SURFnet heeft voor dit onderzoek twee optische verbindingen tussen SARA en CERN ter beschikking gesteld die elk 10 Gigabit aan data per seconde kunnen verwerken. Deze internetverbindingen waren exclusief voor deze tests bestemd. Aangezien SARA/NIKHEF niet de volle capaciteit nodig hadden om het gestelde doel te bereiken, kon een deel van de bandbreedte ter beschikking worden gesteld aan andere instituten die anders niet met deze tests hadden kunnen meedoen.

Onderzoek op het gebied van grids en tests voor het inrichten van grote gearchiveerde gegevens bestanden gekoppeld aan hele snelle netwerken wordt gesteund vanuit de Stichting Nationale Computerfaciliteiten (NCF).

Behalve voor de LHC is dit onderzoek van belang voor andere grootschalige onderzoeksgebieden zoals bioinformatica, astrofysica en aardwetenschappen.
Het programma voor deze tests heeft veel overeenkomsten met aspecten van het onderzoeksprogramma van het VL-e project, Virtueel Laboratorium voor e-Science. Medewerkers van dit project hebben ook aan deze tests meegewerkt.

- - - -

Noot voor de redactie:

CERN, de Europese organisatie voor nucleair onderzoek, heeft haar hoofdkwartier in Genève. Op dit moment zijn de volgende staten lid van deze organisatie: België, Bulgarije, Denemarken, Duitsland, Finland, Frankrijk, Griekenland, Groot-Brittannië, Hongarije, Italië, Nederland, Noorwegen, Oostenrijk, Polen, Portugal, Slowakije, Spanje, Tsjechië, Zweden en Zwitserland. India, Israël, Japan, Rusland, de Verenigde Staten, Turkije, de Europese Commissie en UNESCO hebben de status van waarnemer.

Brookhaven National Laboratory, doet onderzoek op het terrein van de fysische, biomedische en milieuwetenschappen, energietechnologieën en nationale veiligheid van de Verenigde Staten. Tevens bouwt en onderhoudt het belangrijke wetenschappelijke faciliteiten en stelt deze beschikbaar aan academische en industriële onderzoekers en onderzoekers van diverse Amerikaanse overheidsorganisaties. BNL ressorteert onder het U.S. Department of Energy’s Office of Science. Het management is opgedragen aan de Brookhaven Science Associates, een besloten vennootschap gesticht door Stony Brook University – de grootste academische gebruiker in de VS van laboratorium faciliteiten – en Batelle – een non-profit organisatie voor toegepaste wetenschap en technologie.

CCIN2P3, het rekencentrum van het Franse nationale instituut voor kernfysica en deeltjesfysica in Lyon. De belangrijkste taak van dit instituut is het beschikbaar stellen en onderhouden van rekenkracht en opslagcapaciteit voor experimentele data, ten behoeve van de fysici van het instituut die deelnemen aan de grote experimenten in het vakgebied en betrokken zijn bij projecten waarin internationaal wordt samengewerkt. CCIN2P3 is een van leiders de Franse inspanning op het terrein van Grid-computing en is sterk betrokken bij de belangrijkste Europese wetenschappelijke Grid-projecten.

Fermi National Accelerator Laboratorium, bevindt zich in Batavia, in de staat Illinois in de VS. Fermilab wordt gerund door de Universities Research Association, een consortium van 90 onderzoeksinstellingen dat ressorteert onder het US Department of Energy’s Office of Science en fundamenteel onderzoek financiert op het terrein van de deeltjesfysica en de ruimtewetenschap.

Forschungszentrum Karlsruhe, is een lid van de Helmholtz Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF) en bouwt en runt het GridKa-rekencentrum voor de gemeenschap van Duitse deeltjes fysici. Het FZK is aangewezen als de Duitse Tier1 voor de LHC.

INFN-CNAF is het Italiaanse nationale centrum voor research en development op het terrein van technologie, computerwetenschappen en datatransmissie van het INFN (Instituto Nazionale di Fisica Nucleare). INFN, het Italiaanse nationale instituut voor kernfysica, ondersteunt, coördineert en doet wetenschappelijk onderzoek op de terreinen kernfysica, deeltjesfysica en astrofysica. Tevens is het centrum betrokken bij ontwikkeling relevante technologieën ten behoeve van dergelijk onderzoek.

SARA is het nationale centrum voor high performance computing and networking in Nederland en NIKHEF is het nationale instituut voor kernfysica en hoge-energie fysica. De twee instituten hebben de krachten gebundeld om samen een belangrijk LHC-centrum voor dataopslag en verwerking te worden. De Advanced Internet Research Group van de Universiteit van Amsterdam heeft met menskracht en apparatuur een belangrijke bijdrage geleverd aan deze service challenge.

De Britse “Counsil for the Central Laboratory of the Research Councils” (CCLRC) werkt samen met andere Britse onderzoeksraden om vast te stellen welke prioriteiten er bestaan voor de wetenschap in Groot-Brittannië. Tevens ressorteren drie gerenommeerde onderzoekscentra direct onder de CCLRC: het Rutherford Appleton Laboratory (RAL) in Oxfordshire, het Daresbury Laboratory in Cheshire, en het Chilbolton Obervatory in Hampshire. Deze centra ondersteunen de onderzoeksgemeenschap door middel van het beschikbaar stellen van geavanceerde faciliteiten en wetenschappelijke en technische expertise. RAL is een van de samenwerkende organisaties in het GridPOP-project, de Britse bijdrage aan het LHC Computing Grid-project.

Het Large Hadron Colider Computing Grid (LCG) project runt een grid dat meer dan 120 sites in 31 landen omvat. De participerende sites zijn voornamelijk universiteiten en researchlaboratoria. Samen verzorgen ze meer dan 10.000 computerprocessors (CPU’s) en een opslagcapaciteit van bijna 10 miljoen Gigabyte op disk en tape. De primaire doelstelling van het LCG-project is het bouwen en onderhouden van een infrastructuur voor gegevensopslag en -analyse ten behoeve van de hele wetenschappelijke gemeenschap die gebruik maakt van de LHC.

Het “Enabling Grids for E-sciencE” (EGEE) project is gefinancierd door de Europese Commissie en beoogt recente Grid-technologische inzichten en ontwikkelingen direct te benutten bij het opzetten van een Grid-infrastructuur die wetenschappers 24 uur per dag ter beschikking staat. Het project wil academische en industriële onderzoekers toegang verschaffen tot gebundelde, grootschalige computerfaciliteiten, ongeacht de plaats waar ze zich bevinden. EGEE richt zich op een breed scala van wetenschappelijke disciplines en hun applicaties. Op dit moment maken vijf verschillende wetenschappelijke applicaties gebruik van de EGEE Grid-infrastructuur.

Het Grid3-samenwerkingsproject heeft een internationaal datagrid opgezet met enkele tientallen sites die samen beschikken over duizenden processoren. De Grid3-faciliteiten vormen een Grid-laboratorium en worden gezamenlijk gerund door een drietal Amerikaanse Grid-projecten – iVDGl, GriPhyN en PPDG – en de Amerikaanse deelnemers in de LHC-experimenten ATLAS en CMS.

Het Open Science Grid (OSG) consortium is in 2004 gevormd door teams van universiteiten en diverse nationale laboratoria in de Verenigde Staten om een Grid-infrastructuur te bouwen op Petabyte-schaal van een dermate hoog kwaliteitsniveau dat deze als routinematige productieomgeving voor grootschalige wetenschappelijke projecten kan worden ingezet. Het OSG-consortium wil reeds bestaande Grids verder uitbouwen en verbeteren tot een gemeenschappelijke infrastructuur ten behoeve van wetenschappelijke applicaties.

NorduGrid is een Grid research en development samenwerkingsverband dat zich richt op ontwikkeling, onderhoud en ondersteuning van de gratis middleware – grid software – die bekend is onder de naam “Advanced Resource Connector”. Historisch gezien bestaat het kernteam van het samenwerkingsverband uit diverse Noord-Europese universiteiten en onderzoeksinstituten, maar het lidmaatschap staat in principe open voor andere instituten, waar ter wereld dan ook.


Een afbeelding van de netwerkverbindingen tussen CERN en de internationale rekencentra die geparticipeerd hebben in de recente service challenge kunt u downloaden op:
www.sara.nl/download/LHC_service_challenge.

De getallen in de afbeelding geven de ruwe bandbreedte aan die beschikbaar is gesteld door de onderliggende snelle netwerken.