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Ricerca scientifica

GARR svolge un'intensa attività di supporto ai progetti di ricerca nazionali e su scala internazionale che hanno esigenze di prestazioni e servizi di particolare rilievo.

Di seguito alcuni dei Progetti che prevedono questa attività di supporto:

DEISA

DEISA (Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications) è il consorzio dei centri nazionali europei di supercomputing.

DEISAIl suo obiettivo è quello di costruire e gestire un impianto distribuito di supercomputing dell’ordine dei teraflops.
I migliori scienziati europei potranno usare la potenza di calcolo complessiva e le relative infrastrutture globali di gestione dei dati in modo comodo e coerente.
Un’attenzione speciale è rivolta ad applicazioni di aree scientifiche come la scienza dei materiali, la ricerca climatologia, l’astrofisica, le scienze della vita e la ricerca su fonti energetiche derivanti dalla fusione nucleare.
L’obiettivo principale di questa Integrated Infrastructure Iniziative (I3) è di far avanzare l’Europa nelle tecnologie computazionali ad alte prestazioni, dispiegando una infrastruttura basata sul paradigma delle griglie.
Ogni sito finale è collegato alla sua NREN ed a tutti gli altri siti grazie alla rete GÉANT ed attualmente partecipano al progetto 11 partner. La prima fase del progetto, partita nel 2004, prevedeva una piattaforma di tipo “proof of concept” che collegava 4 siti di supercalcolo in 3 diversi paesi europei. Attualmente sta avvenendo l’upgrade della rete di comunicazione a 10Gbit/s per tutti i partner del progetto.
Il sito italiano, CINECA, partecipa al progetto con un link a 1Gbit/s fornito da GARR, che lo interconnette agli altri siti tramite GÉANT.

LHCOPN

Il Large Hadron Collider (LHC) è un acceleratore che porta protoni e ioni a collidere frontalmente ad energie maggiori di quanto mai raggiunto finora.

lhcopnQuesto permetterà agli scienziati di penetrare maggiormente nella struttura della materia e di ricreare le condizioni presenti all’inizio dell’universo, subito dopo il “Big Bang”.
I dati raccolti da diversi rivelatori vengono registrati su enormi dischi ed inviati a diversi centri di supercalcolo sparsi per il mondo, in formato grezzo o preelaborato, in modo da poter essere ulteriormente elaborati da vari esperimenti. Siccome la quantità di dati è estremamente alta, i dischi hanno spazio solo per un tempo di acquisizione limitato e, allo scopo di replicarli, i dati vengono inviati a velocità di multipli Gbit/s dall’acceleratore Tier 0, situato presso il CERN a Ginevra (CH), verso un insieme limitato di laboratori sparsi per il mondo (Tier 1). I collegamenti a 10Gbit/s dai Tier 1 terminano al CERN e permettono una trasmissione veloce ed affidabile dei dati. Allo stesso modo, i Tier 1 servono i dati a numerosi laboratori secondari (Tier 2), permettendone così un’elaborazione enormemente distribuita.
L'analisi di questa immensa quantità di dati resa possibile grazie a LHC sarà il più grande sforzo scientifico della storia ed è supportato da GÉANT2 e dalle reti che ci si collegano. GARR ha collegato il Tier 1 italiano (INFN-CNAF a Bologna) con due link a 10Gbit/s, uno verso il CERN ed uno per backup verso FZK Karlsruhe, il Tier 1 tedesco.

e-VLBI

La European VLBI Network (EVN) è un array interferometrico di radiotelescopi sparsi per l’Europa e oltre, che conduce osservazioni astronomiche ad alta risoluzione di sorgenti radio cosmiche.

EVLBIInvece di usare le singole antenne paraboliche, i radioastronomi correlano temporalmente le osservazioni provenienti da più paesi o addirittura continenti, realizzando in questo modo la VLBI (Very Long Baseline Interferometry) che permette di massimizzare la risoluzione delle osservazioni dei loro telescopi. Quando i segnali vengono combinati tramite un calcolatore dedicato chiamato “correlatore”, situato a Dwingeloo (NL), l’immagine risultante ha una risoluzione pari a quella di un telescopio avente una dimensione uguale alla separazione fra le antenne.
Nel passato, la tecnologia VLBI aveva serie difficoltà in quanto i dati dovevano essere memorizzati su nastri ed inviati in un punto centrale di raccolta per l’analisi. Quindi i radioastronomi non erano in grado di giudicare il successo dei loro sforzi se non settimane o mesi dopo che le osservazioni si erano svolte.
La soluzione, collegare i radiotelescopi con link in grado di trasmettere i dati in tempo reale, permette ai radioastronomi di analizzare i dati mentre vengono acquisiti. La tecnica, chiamata e-VLBI, diventa possibile grazie a connettività di rete a larga banda, in quanto i data rate sono attualmente di 512-1024 Mbit/s e possono evolvere fino a parecchi Gbit/s, e maggiori velocità significano maggiori risoluzioni delle osservazioni.
I risultati ottenuti sono:

  • L'operatività in real-time permette lo scheduling dinamico e rapido in caso di osservazioni di supernovae
  • la larga banda permette l’aumento della sensibilità di osservazione di sorgenti radio fino ai margini dell’universo
  • le operazioni sono più robuste, in quanto è più rapido il recovery delle sessioni in caso di mancanza di uno o più punti di osservazione
  • la logistica dei trasferimenti di dati è molto più semplice
  • lo scheduling è più flessibile
  • i costi operativi sono inferiori

Il collegamento del radiotelescopio di Medicina vicino Bologna è stato realizzato tramite una collaborazione fra INAF, GARR e Regione Emilia-Romagna e consiste attualmente in un link a 1Gbit/s che termina direttamente al correlatore di Dwingeloo (NL), attraverso GARR e GÉANT. GARR sta continuando la collaborazione con INAF per il collegamento del radiotelescopio di Noto (SR) e per SRT (Sardinia Radio Telescope), in costruzione a San Basilio (CA).

FEDERICA

Il progetto FEDERICA realizzerà un’infrastruttura per accogliere attività sperimentali su architetture e nuovi protocolli Internet.

FEDERICAL’infrastruttura sarà agnostica nelle tecnologie utilizzate, estesa a livello europeo, composta da circuiti Gigabit Ethernet, apparecchiature di trasmissione e nodi di calcolo capaci di virtualizzazione.
La rete FEDERICA si appoggia sulla topologia multi-Gigabit delle reti europee per la ricerca e l’istruzione (NREN). I circuiti iniziano e terminano in punti di presenza (PoP) delle NREN e della dorsale che le collega, GÉANT. I PoP ospitano anche i nodi di calcolo FEDERICA capaci di creare host virtuali come, per esempio, router open source e nodi finali. L’infrastruttura di FEDERICA può creare reti virtuali complete (dette “slice”) che vengono assegnate ai ricercatori per esperimenti anche di tipo “distruttivo”. I ricercatori avranno pieno controllo sui nodi virtuali assegnati, sulle slice di rete e avranno anche accesso alle informazioni sulle prestazioni della loro rete.
Le attività di ricerca interne al progetto si concentrano sulla comprensione e sulla produzione di soluzioni iniziali per il controllo e la gestione di reti virtuali parallele in un ambiente multidominio.

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