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高能物理網(wǎng)格
2009-09-02 | 瀏覽次數(shù):|【

  

  “今天我們使用電力資源時,不管電力從何而來,也不管由何產(chǎn)生,一旦接入電器,便立即可以工作,這就是電力網(wǎng)。網(wǎng)格技術(shù)的目的就是使計算資源如同電力資源一樣,當(dāng)我們使用的時候,只需要接入自己的終端設(shè)備,就可以訪問計算資源并獲得需要的計算服務(wù)?!薄?/P>

                                      ——Ian Foster

  

  

  隨著研究的進(jìn)一步發(fā)展,高能物理對計算環(huán)境提出更高的要求:需要超強(qiáng)的計算能力,海量的數(shù)據(jù)存儲能力,高速的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù),大規(guī)模分布式的協(xié)同處理能力。 

  為了適應(yīng)這一需要,目前高能物理計算領(lǐng)域內(nèi)一些頂級的科研機(jī)構(gòu)正在積極研究一種全新的計算技術(shù)——網(wǎng)格計算。高能所也積極地跟蹤并參與了網(wǎng)格計算的建造與開發(fā)。 

  

  目前,以西歐核子物理中心CERN為主導(dǎo)的國際高能物理界正在共同打造當(dāng)今世界上最大的網(wǎng)格計算環(huán)境——WLCG(Wordwide LHC Computing Grid)。LCG是為Large Hadron Collider(LHC)而建立的一個大型計算網(wǎng)格和數(shù)據(jù)網(wǎng)格?!?/P>

  WLCG項目的目標(biāo)是通過部署一個覆蓋全球范圍的計算網(wǎng)格服務(wù),將歐洲、美洲、亞洲等地區(qū)的超級計算中心集成到一個虛擬的計算組織中,為LHC實驗提供計算資源,包括CPU計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施等。全世界500多個科研機(jī)構(gòu)和6000多位物理學(xué)家需要合作處理由LHC產(chǎn)生的實驗數(shù)據(jù)?!?/P>

  WLCG針對高能物理計算需求而建立,但同時可擴(kuò)展應(yīng)用于生物、大氣等其他科學(xué)研究領(lǐng)域,從而成為一個科學(xué)研究的通用計算平臺。目前包括歐洲、北美、亞洲在內(nèi)的50多個國家共249個站點加入了該項目的合作。目前,LCG的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到近6萬個CPU、152PB的存儲容量。 

  

  

  

  WLCG全球站點分布及實時運(yùn)行狀態(tài) 

  

  

  WLCG分為四層,中心為位于CERN 的Tier-0層,然后是各大區(qū)域中心Tier-1層,每個區(qū)域內(nèi)由各個研究機(jī)構(gòu)或大學(xué)建立的Tier-2層,第四層是物理學(xué)家的分析計算平臺Tier-3。其體系結(jié)構(gòu)和計算模型如下圖如示: 

  

  

  

  

  

  WLCG分級架構(gòu) 

  

  中國高能物理研究所他參加了LHC中ATLAS和CMS兩項實驗,同時,高能所正在建造BESIII實驗(640TB),YBJ(200TB)。預(yù)計每年的數(shù)據(jù)量總計達(dá)到1-2個PB。對高能所的計算資源和存儲資源提出了更高的要求?!?/P>

  為此,在WLCG框架下,高能所計算中心開始了建立網(wǎng)格計算環(huán)境的計劃。 

  2004年6月,在國家基金委的支持下,高能所計算中心在國家綜合網(wǎng)絡(luò)平臺上建設(shè)中國高能物理的示范應(yīng)用,并與北京大學(xué)和山東大學(xué)合作一起建設(shè)了一個包括CMS和ATLAS實驗在內(nèi)的中國高能物理網(wǎng)格——BEIJING-LCG2。該站點是WLCG的二級站點(Tier-2),包括全部的服務(wù)節(jié)點如UI、CE、SE、RB、BDII、MyProxy、R-GMA等,以及數(shù)十個工作節(jié)點WN。為全國多位物理學(xué)家提供一個連接全球的全功能的網(wǎng)格計算環(huán)境 。 

  

  

  通過BEIJING-LCG2。站點,物理學(xué)家們可以WLCG系統(tǒng)上提交作業(yè)、分析數(shù)據(jù)以及進(jìn)行物理模擬等工作?!?/P>

  2006年2月,與CERN簽訂了諒解備忘錄,承諾面向中國大陸,建立一個Tier2級站點。規(guī)模將在2012年達(dá)到2000kSI2K的計算能力和600TB的存儲能力。 

  

  

中國高能物理計算與存儲網(wǎng)格系統(tǒng) 

 

  為了更好地向高能物理用戶提供服務(wù),高能所計算中心還廣泛開展了國內(nèi)國際交流,在LCG基礎(chǔ)上,與國內(nèi)外同行合作開發(fā)了方便實用的網(wǎng)格應(yīng)用軟件,如資源監(jiān)控系統(tǒng)、大批量作業(yè)提交管理系統(tǒng)、計算資源記賬系統(tǒng)、基于Web的網(wǎng)格用戶界面等。 

  

  

  多機(jī)群監(jiān)視系統(tǒng) 

 

 

  

    批量作業(yè)提交管理系統(tǒng)
  
  


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