.jpg) |
| CERN уже предпринимает первые попытки интеграции облачных сервисов. Источник: cern.ch |
Как удалось европейским исследователям, занимающимся поисками бозона Хиггса, совершить одно из самых революционных за последние десятилетия физических открытий? С точки зрения ИТ, они сделали ставку на старую, проверенную инфраструктуру грид-сетей, но в недалеком будущем их ждет перемещение в облако.
Одним из результатов экстенсивного использования построенной еще десять лет назад компьютерной инфраструктуры Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) стало обнаружение бозона Хиггса, или так называемой «частицы Бога».
В отличие от общедоступного облака, где данные и вычислительные ресурсы обычно хранятся в одном или нескольких централизованно управляемых ЦОД, а пользователи имеют непосредственный доступ к ресурсам, грид-сеть CERN объединяет более 150 вычислительных центров, которые развернуты в разных странах и ведут обмен информацией друг с другом.
В первые два года существования грид-инфраструктуры в ней ежегодно накапливалось 15-20 петабайт данных. Ожидается, что в этом году в CERN будет сгенерировано уже 30 петабайт. «Обработать такой объем информации своими силами мы не в состоянии, – предупредил руководитель проекта грид-сети CERN Йен Берд. – Сегодня в моду входят вычисления в облаке, а когда-то все внимание уделялось грид-технологиям. И в какой-то степени все, что происходит сейчас, мы уже проходили».
Большой адронный коллайдер, где и ведется изучение бозона Хиггса, образует нулевой уровень грид-сети. Здесь собираются научные данные, которые описывают характер столкновения частиц в кольцевом туннеле протяженностью около 27 км. Экспериментальные данные пересылаются в 11 центров первого уровня, которые размещены в крупнейших лабораториях с крупномасштабными ЦОД и обрабатывают большие объемы научных данных. В этих центрах формируются наборы данных, которые затем рассылаются в 120 академических институтов, разбросанных по всему миру. Там проводятся дальнейшие исследования и выполняются необходимые тесты.
Вся грид-сеть объединяет 200 петабайт дисковой емкости и 300 тыс. процессорных ядер. Компьютеры установлены в 150 вычислительных центрах, связанных друг с другом каналами с пропускной способностью 10 Гбит/с. Разрозненные центры связаны в единую систему с помощью грид-сети. Компьютеры работают под управлением операционной системы Red Hat Linux. Описание данных, хранящихся в каждом из узлов сети, предоставляется информационными сервисами.
Исследования, которые приводят к выдающимся открытиям (как это было в случае с бозоном Хиггса), не всегда ведутся централизованно. Это достаточно хаотичный процесс, что затрудняет планирование точного количества вычислительных ресурсов, выделяемых отдельными центрами. После столкновения частиц в Большом адронном коллайдере детектор регистрирует их следы. На первом этапе анализа осуществляется реконструкция столкновения и прослеживаются пути частиц. Обычно это происходит на нулевом уровне (CERN) и в узлах первого уровня. На следующих этапах анализа формируются небольшие наборы данных, распределяемые между академическими институтами. Здесь производится статистический анализ, строятся гистограммы и выполняется извлечение информации. В случае какого-либо открытия анализ уточняется и запускается очередной тест. Спрогнозировать технологические потоки при таком подходе практически невозможно.
Вот почему потенциал облачных сервисов привлекает сегодня особое внимание. «Нас интересует, в частности, во что выльется использование сервисов хранения данных в облаке, – отметил Берд. – Пока неясно, с какими затратами это будет связано и какое воздействие окажет на нашу базовую структуру». CERN получает деньги от нескольких академических институтов, которым предоставляется доступ к данным CERN для проведения анализа. Многие партнерские академические группы располагают необходимыми вычислительными ресурсами и хотят получать данные CERN для проведения собственных экспериментов. Ресурсы предоставляются также соответствующим академическим сообществам. «Вероятно, с технической точки зрения, все должно работать, – заметил Берд. – Не знаю только, каким образом будет осуществляться финансирование».
CERN уже предпринимает первые попытки интеграции облачных сервисов. Здесь построено свое частное облако, созданное на основе программного обеспечения с открытым кодом OpenStack. Многие организации-партнеры также развернули на своей территории частные облака.
В марте CERN и еще две европейские исследовательские организации приступили к созданию общедоступного облачного ресурса Helix Nebula — научного облака. Предполагается, что этот проект будет реализован совместными усилиями исследовательских организаций, поставщиков облачных сервисов и служб поддержки, вносящих свой посильный вклад в создание и развитие облака научно-исследовательского сообщества. Двухлетняя экспериментальная программа CERN начнется с построения в облаке Helix Nebula имитационной модели на основе данных, поступающих от Большого адронного коллайдера.
Берд возлагает на облако большие надежды, полагая, что в ближайшие десять лет соответствующие технологии смогут выйти на уровень, на котором сегодня находятся технологии грид-сетей. Каким образом будет осуществляться переход, пока неясно. Но даже если здесь возникнут какие-то сложности, ученым, которые проводят важнейшие за последние десятилетия научные исследования, в любом случае нужно повнимательнее присмотреться к облаку.