網(wǎng)格計(jì)算及其在高能物理中的應(yīng)用概況市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、網(wǎng)格計(jì)算及其在高能物理中應(yīng)用概況高能物理所計(jì)算中心第1頁第1頁本匯報(bào)參考了：CERN錢思進(jìn)專家207月匯報(bào)Grid Computing and its ApplicationIHEP孫功星副研究員準(zhǔn)備年11月8日在韓國召開“國際高能物理數(shù)據(jù)網(wǎng)格研討會(huì)上所作匯報(bào)Grid Activity in chinaIHEP楊大鑒研究員博士生蔣文保匯報(bào)Grid Computing美國加州理工大學(xué)Harvey B Newman 在2010月9日ICFA討論會(huì)上作匯報(bào)Report from ICFA Standing Committee on Interregional Connectivity許榕生研究員為本

2、次大會(huì)準(zhǔn)備匯報(bào)高能物理網(wǎng)格發(fā)展動(dòng)態(tài)第2頁第2頁網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三次浪潮什么是網(wǎng)格計(jì)算 為何現(xiàn)在會(huì)發(fā)展網(wǎng)格計(jì)算哪些行業(yè)需要網(wǎng)格計(jì)算高能物理對(duì)計(jì)算需求網(wǎng)格計(jì)算基本技術(shù)國際網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)發(fā)呈現(xiàn)實(shí)狀況國內(nèi)網(wǎng)格計(jì)算現(xiàn)實(shí)狀況及發(fā)展前景第3頁第3頁網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展三次浪潮第一次浪潮：Internet產(chǎn)生（80年代）計(jì)算機(jī)相互連接發(fā)展產(chǎn)生了局域網(wǎng)FTP、Telnet、Emailnewsgroup、BBS第二次浪潮：WWW（80年代末- 90年代中期）超文本文件由http協(xié)議連接WWW產(chǎn)生（1989年由CERN科學(xué)家創(chuàng)造）第三次浪潮：Grid（90年代后半期-.）各種資源統(tǒng)一經(jīng)過網(wǎng)格技術(shù)連接依據(jù)用途不同分為數(shù)據(jù)網(wǎng)格、計(jì)算網(wǎng)格

3、.第4頁第4頁什么是網(wǎng)格Argonne試驗(yàn)室I. Foster認(rèn)為網(wǎng)格是一個(gè)規(guī)模大小可變虛擬組織：由動(dòng)態(tài)合作個(gè)體、研究單位和資源所有者之間靈活、安全、協(xié)調(diào)資源共享虛擬組織組員分布在世界各地，為了完畢同一件事情研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)、科學(xué)家個(gè)體資源計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、大型科學(xué)儀器、數(shù)據(jù)庫、軟件、信息用戶觀點(diǎn)：希望使用網(wǎng)上資源像使用電力、自來水那樣以便，不必關(guān)懷是從哪里來資源，也不必考慮用多用少，總能滿足需求。第5頁第5頁與電力網(wǎng)比較積極，能夠是提供共享資源節(jié)點(diǎn)被動(dòng)最后用戶規(guī)則不必中心控制是，在諸多國家和地域由政府單一控制中心控制全世界國家或地域（基于政治或經(jīng)濟(jì)原因等）共享地域地理分布、研究或工業(yè)領(lǐng)域

4、、研究機(jī)構(gòu)地理分布共享范圍計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、大型儀器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、軟件發(fā)電站、高壓線、變電站 共享資源計(jì)算網(wǎng)格電力網(wǎng)格第6頁第6頁為何現(xiàn)在會(huì)發(fā)展網(wǎng)格計(jì)算需求計(jì)算密集型、I/O密集型、數(shù)據(jù)密集型計(jì)算需求需要使用位于遠(yuǎn)處大型、位置固定儀器設(shè)備在不同地域使用含有不同政策已經(jīng)有技術(shù)復(fù)雜需求大型國際合作項(xiàng)目標(biāo)需求可能性計(jì)算機(jī)工業(yè)技術(shù)符合摩爾定律發(fā)展網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施飛速發(fā)展，發(fā)達(dá)國家、地域高速網(wǎng)絡(luò)及跨大洋洲際光纜已經(jīng)具備相稱規(guī)模軟件技術(shù)新發(fā)展第7頁第7頁哪些行業(yè)需要網(wǎng)格計(jì)算生物、生化研究人類基因研究愛滋病藥物研究地震仿真研究大氣物理與氣象預(yù)報(bào)高能物理理論與試驗(yàn)第8頁第8頁社團(tuán)構(gòu)成:數(shù)千家庭計(jì)算機(jī)用戶

5、慈善機(jī)構(gòu)提供計(jì)算能力 (Entropia)研究組 (Scripps)共同目的= 增進(jìn)愛滋病研究家庭中計(jì)算機(jī)用來評(píng)價(jià)愛滋病藥物_ image courtesy from第9頁第9頁地震工程和仿真NEESgrid（地震工程和仿真網(wǎng)格）:將地震工程師與試驗(yàn)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)結(jié)合體系結(jié)構(gòu)按需地使用試驗(yàn)、數(shù)據(jù)流、計(jì)算設(shè)施、檔案、合作NEESgrid: Argonne, Michigan, NCSA, UIUC, USC第10頁第10頁高能物理對(duì)計(jì)算需求以LHC試驗(yàn)為例第11頁第11頁 Large Hadron Collider （大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)）能量.: 14 TeV (質(zhì)子-質(zhì)子) 1250 TeV

6、 (鉛核-鉛核)亮度: 1034 cm-2s-1 (質(zhì)子-質(zhì)子)1027 cm-2s-1 (鉛核-鉛核)周長: 26.6 km主要試驗(yàn): 4個(gè)第12頁第12頁4 主要 LHC 試驗(yàn)ATLAS CMSALICELHCb第13頁第13頁LHC 計(jì)算需求數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 原始數(shù)據(jù)率 0.1 1 GByte/sec 相稱于 5-8 PetaBytes/year 需要磁盤容量 10 PetaBytes處理能力 200,000 個(gè)當(dāng)前 () 最快 PC機(jī) 第14頁第14頁LHC高能物理試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理示意圖層 1Tier2 Center在線取數(shù) CERN 700k SI95 1 PB Disk; Tape Robot

7、FNAL: 200k SI95; 600 TBIN2P3 Center INFN Center RAL Center InstituteInstituteInstituteInstitute 0.25TIPSPC或工作站100-400 MBytes/sec2.5 Gbps100 - 1000 Mbits/secHPSSHPSS-8年達(dá)幾十 Pbyte/sec.5年左右達(dá)到1000PByte/sec離線物理數(shù)據(jù)PByte/sec2.5 Gbits/secHPSSHPSSHPSSTier2 CenterTier2 CenterTier2 Center2.5 Gbps層 0 +1層 3 層 4層 2

8、中心 層 2對(duì)撞試驗(yàn)CERN內(nèi)部/外部 百分比 1:2層 0/( 層 1)/( 層 2) 1:1:1第15頁第15頁世界上參與高能物理試驗(yàn)合作單位歐洲:267 個(gè)研究單位, 4603 個(gè)用戶其它地域: 208 個(gè)研究單位, 1632 用戶ICFA 國際未來加速器委員會(huì)SCIC 地域間連接原則委員會(huì)第16頁第16頁高能物理對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求ICFA 于1996年啟動(dòng)各國之間高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)計(jì)劃 ICFA 要求參與國際高能物理合作國家和機(jī)構(gòu)必須： 檢查他們運(yùn)營辦法以便確保與遠(yuǎn)方合作者完全連接 爭取提供必要通信設(shè)施和足夠國際帶寬第17頁第17頁ICFA 1998聯(lián)網(wǎng)帶寬計(jì)劃(Mbps)預(yù)計(jì)1998-年期間將增長

9、1001000 倍帶寬需求每個(gè)物理學(xué)家使用帶寬（所用峰值帶寬）大學(xué)組使用帶寬中心試驗(yàn)室，包括一個(gè)或幾種主要試驗(yàn)使用帶寬當(dāng)?shù)卦囼?yàn)室或地域中心跨大洋連接帶寬第18頁第18頁 跨越大西洋帶寬要求* 按最大占用50%算 /lprice/TAN第19頁第19頁網(wǎng)格技術(shù)產(chǎn)生技術(shù)基礎(chǔ)高性能計(jì)算技術(shù)發(fā)展CPU技術(shù)飛速發(fā)展超級(jí)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)集群大規(guī)模共享資源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施高度發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)國家高速光纖網(wǎng)已四通八達(dá)跨大洋海底光纜連接已經(jīng)含有相稱規(guī)模軟件技術(shù)新發(fā)展異構(gòu)平臺(tái)體系和語言廣域網(wǎng)資源共享軟件中間件網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)第20頁第20頁CPU計(jì)算速度每18個(gè)月翻一番你家里PC機(jī)CPU計(jì)算能力已經(jīng)相稱服務(wù)器CPU了你辦公室和你家

10、里計(jì)算機(jī)CPU經(jīng)常無事可做，或負(fù)荷很低它們?cè)诰W(wǎng)格里能夠提供應(yīng)需要人使用，而對(duì)你毫無影響第21頁第21頁中國計(jì)算機(jī)TOP50排行榜第一： “深騰1800”，聯(lián)想研制，安裝于科學(xué)院數(shù)學(xué)院，含有512個(gè)Intel Xeon 2.0G CPU，峰值計(jì)算能力2048 Gflops第三：HP SuperDome，用于北京社會(huì)保險(xiǎn)，含有256個(gè)CPU，峰值計(jì)算能力384 Gflops第42：北京大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院在國內(nèi)最早自行組裝大型PC-Farm，含有60個(gè)PIII-700 CPU，峰值計(jì)算能力42 Gflops第22頁第22頁網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施高度發(fā)達(dá)網(wǎng)絡(luò)速度每9個(gè)月翻一番（技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)帶寬每5年提升一個(gè)數(shù)量級(jí)（實(shí)際

11、）發(fā)達(dá)國家高速光纖網(wǎng)已四通八達(dá)跨大洋海底光纜連接已經(jīng)含有相稱規(guī)模第23頁第23頁主干網(wǎng)與各國連接進(jìn)展歐洲 GEANT 主干網(wǎng)聯(lián)結(jié)31個(gè)國家，速率 2.5 and 10 Gbps英國: JANET 網(wǎng)，速率10 Gbps2.5 Gbps NY-London, with 622 Mbps to ESnet and Abilene法國 (IN2P3): 2.5 Gbps RENATER里昂-日內(nèi)瓦（CERN）連接千兆以太網(wǎng)1.0G計(jì)劃年改用光纖 SuperSINET (日本): 10 Gbps IP and 10 Gbps Wavelength Core東京-紐約連接: 2 x 2.5 Gbps;

12、需要到StarlightCA*net4 (加拿大): 國內(nèi)光纖，速率10 Gbps“Lambda-Grids” 計(jì)劃205月實(shí)現(xiàn)GWIN (德國): 2.5 Gbps 骨干; 到美國 2 x 2.5 Gbps;俄羅斯: 155 Mbps 連到莫斯科到GEANT 155 Mbps第24頁第24頁（續(xù)）美國Abilene (Internet2) 從 2.5G 正升級(jí)到10 GbpsEncourage high throughput use for targeted applications 美國能源部ESNET: 升級(jí)到 10 Gbps美國與西歐中心（CERN）622 Mbps; 到STARLIG

13、HT2.5G 三地STARLIGHT-CERN-NL連接20到10G 美國SLAC到法國IN2P3 (BaBar) 100 Mbps通過US-CERN到Renater600 Mbps 今年BaBar目的美國費(fèi)米試驗(yàn)室 （FNAL） 與Esnet 連接升級(jí)到622 Mbps用光纖連到STARLIGHT紐約到阿母斯特丹由Tyco公司捐助（IEEAF ）計(jì)劃, 年由IEEAF安排 622 Gbps+10 Gbps Research Wavelength 第25頁第25頁One of the mosthomogeneous bandwidth distribution第26頁第26頁NLSURFnet

14、GENEVAUKSuperJANET4ABILENEESNETCALRENItGARR-BGEANTNewYorkFrRenaterSTAR-TAPSTARLIGHTDataTAG ProjectEU-Solicited Project. CERN, PPARC (UK), Amsterdam (NL), and INFN (IT);and US (DOE/NSF: UIC, NWU and Caltech) partnersMain Aims: Ensure maximum interoperability between US and EU Grid ProjectsTransatlant

15、ic Testbed for advanced network research2.5 Gbps Wavelength Triangle 7/02 (10 Gbps Triangle in ) Wave Triangle第27頁第27頁紐約-歐洲 9/02加州-東京 1/03(研究)第28頁第28頁軟件技術(shù)新發(fā)展異構(gòu)平臺(tái)體系與程序語言Java語言、Java虛擬機(jī)中間件代理、可移動(dòng)代理、CORBA廣域網(wǎng)資源共享軟件文獻(xiàn)共享，如AFS數(shù)據(jù)庫，如Objectivity網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)SSH、SSL認(rèn)證/授權(quán)技術(shù)加密技術(shù)數(shù)字署名、防抵賴技術(shù)第29頁第29頁網(wǎng)格計(jì)算基本技術(shù)（服務(wù)功效）通信服務(wù) 信息服務(wù) 安

16、全認(rèn)證 名字服務(wù) 監(jiān)視系統(tǒng) 資源管理和調(diào)度 資源交易機(jī)制 編程工具 用戶圖形界面 第30頁第30頁GRID協(xié)議分層體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用層 匯聚層 資源層 連接層 基礎(chǔ)層 應(yīng)用層 TCP層 IP層 鏈路層Grid協(xié)議體系結(jié)構(gòu)Internet協(xié)議體系結(jié)構(gòu)第31頁第31頁計(jì)算網(wǎng)格是如何實(shí)現(xiàn)ApplicationFabric“Controlling things locally（當(dāng)?shù)乜刂茤|東）”: 訪問與控制、資源Connectivity“Talking to things（與東東對(duì)話）”: 通信 (Internet 協(xié)議) 與 安全Resource“Sharing single resources（共享單

17、一資源）”: 協(xié)商訪問、控制使用Collective“Coordinating multiple resources（匯聚多個(gè)資源）”: 普及體系結(jié)構(gòu)服務(wù)、應(yīng)用特定分布式服務(wù)Grid 結(jié)構(gòu)Globus Toolkit第32頁第32頁GRID技術(shù)要點(diǎn)構(gòu)成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)中間件開發(fā)環(huán)境和工具層 應(yīng)用層第33頁第33頁國際網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)發(fā)呈現(xiàn)實(shí)狀況科學(xué)界美國Argonne試驗(yàn)室 : Globus歐盟數(shù)據(jù)網(wǎng)格 : EU DataGrid物理學(xué)網(wǎng)格 : GriPhyN地震工程與仿真網(wǎng)格 : NEESgrid政府美國能源部 (DOE) : DOE Science Grid 美國國家航天局 (NASA) : In

18、formation Power Grid美國國家科學(xué)基金會(huì) (NSF)國家計(jì)算科學(xué)聯(lián)盟 (NCSA) : National Technology Grid德意志聯(lián)邦教育科研部 (BMBF): UNICORE廠商 IBMSUNPlatform第34頁第34頁HEP領(lǐng)域中GRID技術(shù) 高能物理領(lǐng)域?qū)τ?jì)算技術(shù)需求從來走在時(shí)代前列，關(guān)于GRID技術(shù)研究也不例外舉例：美國粒子物理數(shù)據(jù)網(wǎng)格 PPDG歐盟數(shù)據(jù)網(wǎng)格 (EU DataGrid)西歐核子研究中心CERNLCG計(jì)劃 第35頁第35頁P(yáng)PDG -參與者 加州理工大學(xué)阿槓國家試驗(yàn)室勞倫斯伯克利試驗(yàn)室布魯克海文國家試驗(yàn)室費(fèi)米國家試驗(yàn)室圣地亞哥超級(jí)計(jì)算機(jī)中

19、心斯坦福直線加速器中心威斯康星大學(xué)第36頁第36頁P(yáng)PDG -主要目的 為成千個(gè)物理學(xué)家提供廣域分布PB量級(jí)（1015Byte）數(shù)據(jù)粒子物理數(shù)據(jù)分析體系結(jié)構(gòu)加速廣泛針對(duì)數(shù)據(jù)密集型科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)和中間件體系結(jié)構(gòu)發(fā)展第37頁第37頁P(yáng)PDG -體系框圖第38頁第38頁P(yáng)PDG -技術(shù)方案 第一步（1999年）：提供兩個(gè)不同地點(diǎn)間高速文件復(fù)制服務(wù)提供多地點(diǎn)高速緩存文件存取服務(wù)第39頁第39頁P(yáng)PDG -技術(shù)方案第二步（2000-年）：開發(fā)一個(gè)普通化文獻(xiàn)遷移框架（支持 QoS）作為透明寫訪問和代理技術(shù)所需要基礎(chǔ)，作到目錄、資源代理和匹配服務(wù)實(shí)現(xiàn)/通用化實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)透明寫訪問實(shí)現(xiàn)對(duì)代理有限支持實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)格分布

20、資源管理在組件級(jí)和結(jié)構(gòu)級(jí)主要努力作到健壯性和快速問題診斷第40頁第40頁P(yáng)PDG -技術(shù)方案長遠(yuǎn)目的 :系統(tǒng)必須使用靜態(tài)和移動(dòng)獨(dú)立代理去執(zhí)行定義好任務(wù)系統(tǒng)必須是有彈性、預(yù)測性/自適應(yīng)任務(wù)優(yōu)先級(jí)必須是基于策略和邊界效用兩者必須使用輔助調(diào)度算法（匹配）在一定期間限額內(nèi)將請(qǐng)求配給資源，匹配結(jié)果將影響用于度量邊界效用索引事務(wù)管理必須使用上述價(jià)格估算法，比如抽查/重算機(jī)制第41頁第41頁P(yáng)PDG -已有技術(shù)基礎(chǔ)ANL: Globus 網(wǎng)格中間件服務(wù)SLAC: 對(duì)象開放文獻(xiàn)系統(tǒng) (OOFS)Caltech: 全球互連對(duì)象數(shù)據(jù)庫 (GIOD) 項(xiàng)目FNAL: 數(shù)據(jù)訪問架構(gòu) (SAM)LBNL: 存儲(chǔ)訪問協(xié)作

21、系統(tǒng) (STACS)ANL: 規(guī)?？缮炜s目的存儲(chǔ)和訪問 Scalable Object Storage and Access威斯康星大學(xué): Condor 分布資源管理系統(tǒng)SDSC: 存儲(chǔ)資源代理 (SRB) 第42頁第42頁歐盟數(shù)據(jù)網(wǎng)格計(jì)劃為進(jìn)行數(shù)據(jù)密集型科學(xué)研究給大型分布科學(xué)組織提供世界級(jí)網(wǎng)格從計(jì)劃構(gòu)思和機(jī)構(gòu)人員編制看主要涉及CERN和粒子物理界 (由LHC計(jì)劃推動(dòng))由地球觀測和生物學(xué)共享第43頁第43頁EU DataGrid 計(jì)劃目的特定計(jì)劃目的：構(gòu)架中間件和網(wǎng)格管理軟件（大部分由歐盟資助）大規(guī)模試驗(yàn)床（大部分由參與單位資助）含有產(chǎn)品質(zhì)量級(jí)別演示（部分由歐盟資助）與歐洲和美國項(xiàng)目合作并提供

22、補(bǔ)充為開放原則和國際實(shí)體作出奉獻(xiàn)：第44頁第44頁EU DataGrid 主要參與者CERN International (Switzerland/France)CNRS FranceESA/ESRIN International (Italy)INFN ItalyNIKHEF The NetherlandsPPARC - UK第45頁第45頁項(xiàng)目計(jì)劃計(jì)劃從201月1日開始測試床 0 （20前期）布署國際試驗(yàn)床0體系結(jié)構(gòu)（僅用Globus 1 - 未用歐洲數(shù)據(jù)網(wǎng)格中間件）測試床 1 （20前期）第一版EU DataGrid 軟件在項(xiàng)目內(nèi)部定義了用戶： 高能物理試驗(yàn)（工作組8）、地球觀測（工作組

23、9）、生物醫(yī)學(xué)（工作10）203月1日成功通過歐盟項(xiàng)目評(píng)審測試床 2 （2010月）在試驗(yàn)床 1上建立，擴(kuò)充數(shù)據(jù)網(wǎng)格功效測試床 3 （203月）和 測試床 4（209月）計(jì)劃到2012月31日停止第46頁第46頁EU DataGrid計(jì)劃各工作組分工中間件WP1 網(wǎng)格工作負(fù)載管理WP2 網(wǎng)格數(shù)據(jù)管理WP3 網(wǎng)格監(jiān)控服務(wù)WP4 構(gòu)架管理WP5 海量存儲(chǔ)管理測試床WP6 測試床集成WP7 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)科學(xué)應(yīng)用WP8 高能物理WP9 地球觀測WP10 生物學(xué)宣傳 WP11項(xiàng)目管理 WP12第47頁第47頁EU DataGrid 軟件結(jié)構(gòu)Collective ServicesUnderlying Grid

24、 ServicesGrid Application LayerInformation & MonitoringReplica ManagerGrid SchedulerLocal ApplicationLocal DatabaseComputing Element ServicesAuthorization Authentication and AccountingReplica CatalogStorage Element ServicesSQL Database ServicesFabric servicesConfigurationManagementNode Installation

25、&ManagementMonitoringandFault ToleranceResource ManagementFabric StorageManagementGridFabricLocal ComputingGridData ManagementJob ManagementMetadata ManagementObject to File MappingService IndexGlobusMwareApps第48頁第48頁Web 用戶界面 (1)第49頁第49頁Roberto Barbera4th DataGrid Conference, 04-08.03.Web 用戶界面 (2)第5

26、0頁第50頁Web 用戶界面 (3)第51頁第51頁LHC 計(jì)算網(wǎng)格計(jì)劃 LCG開始稱為MONARC計(jì)劃，其任務(wù)是規(guī)劃LHC計(jì)算目的： 每一個(gè)物理學(xué)家應(yīng)當(dāng)含有對(duì)于數(shù)據(jù)和資源相同訪問通道LHC 計(jì)算網(wǎng)格（LCG）計(jì)劃是CERN理事會(huì)于年9月同意一個(gè)LCG計(jì)劃研討會(huì)于203月在CERN召開CERN人工計(jì)劃： 147 人年材料預(yù)算: 7千5百萬瑞士法郎它并不是另一個(gè)網(wǎng)格技術(shù)計(jì)劃，而是一個(gè)網(wǎng)格布署計(jì)劃第52頁第52頁LCG 計(jì)劃目的準(zhǔn)備和布署LHC計(jì)算環(huán)境應(yīng)用 - 工具、框架、環(huán)境、持久性計(jì)算系統(tǒng)機(jī)群 合作計(jì)算機(jī)中心 以CERN為中心物理分析助長合作，LHC 與區(qū)域計(jì)算中心結(jié)合使用 data chal

27、lenges 項(xiàng)目的規(guī)則第53頁第53頁Tier2 Centre 1 TIPSData Grid for LHC ComputingOnline SystemOffline Processor Farm 20 TIPSCERN Computer CentreFermiLab 4 TIPSFrance Regional Centre Italy Regional Centre Germany Regional Centre InstituteInstituteInstituteInstitute 0.25TIPSPentium II 300 MHzPentium II 300 MHzPentiu

28、m II 300 MHzPentium II 300 MHzPhysicist workstations100 MBytes/sec100 MBytes/sec622 Mbits/sec1 MBytes/secHPSSHPSSThere is a “bunch crossing” every 25 nsecs.There are 100 “triggers” per secondEach triggered event is 1 MByte in sizePhysicists work on analysis “channels”.Each institute will have 10 phy

29、sicists working on one or more channels; data for these channels should be cached by the institute serverPhysics data cachePBytes/sec 622 Mbits/sec or Air Freight (deprecated)HPSSHPSSHPSSTier2 Centre 1 TIPSTier2 Centre 1 TIPSTier2 Centre 1 TIPSCaltech 1 TIPS622 Mbits/secTier 0Tier 1Tier 2Tier 41 TIP

30、S is approximately 25,000 SpecInt95 equivalents_ Image courtesy Harvey Newman, Caltech第54頁第54頁Summary of LHC Computing GridLCG 是一個(gè)在世界范圍為LHC計(jì)算布署專有體系結(jié)構(gòu)計(jì)劃，并且是所有LHC試驗(yàn)計(jì)算共同工作場合LCG 面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)并需要在布署前此后幾年內(nèi)處理它們 LCG 需要通過其它相關(guān) Grid 計(jì)劃向所有參與國和他們責(zé)任人、向其它科學(xué)、向工業(yè)界伸手來匯集資源LCG 作為LHC計(jì)劃一部分在CERN享受最高優(yōu)先級(jí)無論如何，LCG 對(duì)于它參與者、他們合作者和奉獻(xiàn)者

31、都是非常主要第55頁第55頁國內(nèi)網(wǎng)格計(jì)算現(xiàn)實(shí)狀況及發(fā)展前景第56頁第56頁中國網(wǎng)格計(jì)劃織女星網(wǎng)格計(jì)劃（計(jì)算所、科技部）863計(jì)劃國家高性能計(jì)算環(huán)境（科技部與許多參與者）網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)建設(shè) (教育部)科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格（科學(xué)院、科技部）高能物理數(shù)據(jù)網(wǎng)格（高能所）第57頁第57頁中國網(wǎng)格計(jì)劃一覽為主要網(wǎng)格基地研制超級(jí)服務(wù)器建設(shè)一些高性能計(jì)算中心為網(wǎng)格系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)軟件在網(wǎng)格上開發(fā)應(yīng)用示例在100個(gè)大學(xué)之間建設(shè)2Gbps帶寬網(wǎng)絡(luò)互連第58頁第58頁織女星計(jì)劃1. 設(shè)計(jì)目的: 設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格級(jí)軟件 建立一個(gè)國家級(jí)由高性能計(jì)算中心支持體系結(jié)構(gòu) 開發(fā)在試驗(yàn)床上運(yùn)營應(yīng)用2. 研究制造面向網(wǎng)格超級(jí)服務(wù)器 曙光 4000

32、, 5000, 等等3. 它將是一個(gè)服務(wù)網(wǎng)格，提供計(jì)算能力和其它服務(wù)第59頁第59頁曙光超級(jí)計(jì)算機(jī)第60頁第60頁織女星網(wǎng)格批處理系統(tǒng)第61頁第61頁旅游在線事務(wù)系統(tǒng)旅游在線事務(wù)系統(tǒng)-在中國旅游基于網(wǎng)格操作系統(tǒng)應(yīng)用在網(wǎng)格上注冊(cè)了四種基本服務(wù)天氣預(yù)報(bào)飛機(jī)票預(yù)訂景點(diǎn)門票預(yù)訂收費(fèi)將這四種服務(wù)推向應(yīng)用第62頁第62頁旅游在線事務(wù)系統(tǒng)第63頁第63頁旅游在線事務(wù)系統(tǒng)第64頁第64頁國家高性能計(jì)算項(xiàng)目一覽在中國各地建立若干個(gè)高性能計(jì)算基地將這些基地用既有網(wǎng)絡(luò)互相連接起來 ( CERnet & CSTnet)為每個(gè)基地提供曙光、 銀河、 Sun 等超級(jí)計(jì)算機(jī)和 PC集群第65頁第65頁國家高性能計(jì)算項(xiàng)目網(wǎng)格

33、軟件一覽在節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)之上功效層資源、用戶和任務(wù)管理認(rèn)證與授權(quán)使用硬件加強(qiáng)加密辦法基于Web用戶界面第66頁第66頁網(wǎng)格系統(tǒng)軟件第67頁第67頁用戶管理第68頁第68頁任務(wù)管理（提交）第69頁第69頁資源管理（尋找用戶）第70頁第70頁網(wǎng)格系統(tǒng)監(jiān)視第71頁第71頁網(wǎng)格實(shí)用命令第72頁第72頁國家高性能計(jì)算網(wǎng)格應(yīng)用氣象預(yù)報(bào)石油庫仿真生物信息數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用數(shù)字風(fēng)洞仿真汽車撞擊模擬船舶結(jié)構(gòu)分析國家科學(xué)數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用數(shù)字圖書館第73頁第73頁AudioNotebook HPC BP, Mobile phoneVideo CameraTel.GameTVDVD PCInternetGigabit IP NetworkNodeNodeNode NodeDBInfo lib.Instr.NHPCE國家高性能計(jì)算網(wǎng)格示意圖第74頁第74頁科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格項(xiàng)