sábado, 18 de abril de 2009

El futuro del Internet: LHC Computing Grid

La gran cantidad de datos que originarán los experimentos del LHC ha llevado a los científicos a crear el LHC Computing Grid, una red mundial de computación que usará nuevos cables de fibra óptica y porciones de alta velocidad del ya existente Internet para lograr velocidades jamás vistas en la transferencia de información, 10 mil veces más rápidas que las tasas de transferencia más rápidas de Internet.


Los 150 millones de sensores de los detectores del LHC (para los que vivieron desconectados del mundo estos últimos cinco años, el acelerador de partículas más grande del mundo, actualmente en mantenimiento; googléenlo para mayor información), estudiarán las 600 millones de colisiones de protones por segundo que se darán, y enviarán data 40 millones de veces por segundo al CERN Computer Center a través de cables de fibra óptica. Luego del filtrado, sólo habrán 100 colisiones de interés por segundo.





Imagen del CERN Computer Center, o Tier-0 en el LHC Computer Grid.




Toda la data generada será de aproximadamente 15 millones de Gigabytes por año: el equivalente a la capacidad de 1.7 millones de DVD's o de una torre de 20 km de CD's. El flujo de información "interesante" saliente de los cuatro experimentos principales será de 700 MB por segundo: ATLAS producirá 320 MB por segundo, CMS 220, LHCb 50 y ALICE 100, pero el CERN Computer Center está preparado para recibir hasta 10 Gigabits por segundo.



Otra imagen del CERN Computer Center.


¿Cómo harán los físicos para analizar toda esta información? Divide y conquistarás, dice el refrán. Se ha creado una red mundial de computadoras, llamada LHC Computing Grid, que unirá miles de universidades y centros de investigación de todo el mundo, y que permitirá distribuir toda esta información a los 7 mil físicos que conforman la red.

El CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) tiene experiencia haciendo innovaciones en el Internet. La World Wide Web fue inventada en sus instalaciones, y la primera página web fue la página la suya: http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html, siendo el primer servidor web http://info.cern.ch, creado en 1990.



La LHC Computing Grid está dividida en Tiers, así como lo está el Internet. En Internet, los Tier 1, es decir, los servidores de mayor rango, son 9: AOL, AT&T, Global Crossing, Level3, Verizon Business, NTT Communications, Qwest, Cogent, SAVIS y SprintLink, y a ellos están conectados todos los demás servidores del mundo. En el LHC Computing Grid, en cambio, hay un Tier 0, que viene a cer el CERN Computer Center, que distribuye a su vez información a once Tier 1, localizados en América, Asia y Europa. Éstos, a su a vez, distribuyen la información a más de 150 Tier 2, y de ahí la información pasa a los físicos. Así, el trabajo computacional y de análisis, que no podría ser hecho en un solo lugar, es distribuido.



Organización del LHC Computing Grid.

El LHC Computing Grid viene funcionando desde octubre del 2008, aunque antes se han hecho muchas pruebas para ver la capacidad del sistema. Por ejemplo, el 2006 se logró tranferir 3.3 millones de Gigabytes obtenido por el exprimento del CMS, llamado PhEDEx (Physics Data Experiment), en un periodo de 91 días. La data transferida en uno de esos días se puede ver en la siguiente gráfica, donde cada color corresponde a un Tier 1 o Tier 2, desde España hasta Budapest (pero no aparece ningún país de Sudamérica o Centroamérica), y que puede ser mejor vista en http://www.gridpp.ac.uk/news/-1155562439.177504.wlg.


Por cierto, transferencias como éstas se pueden ver en vivo en decenas de páginas web del Reino Unido o de Estados Unidos, con gráficas así o en mapas mundiales bidimensionales y tridimensionales con plataformas en Google Earth y Java, pues el CERN debe dar cuenta a sus contribuyentes acerca de los 180 millones invertidos en este proyecto, y así deben hacerlo los demás países respecto a lo que invertieron en sus respectivas redes.
Todas las computadoras del LHC Computer Grid usan como sistema operativo el Scientific Linux, un sistema operativo gratuito creado por el Fermilab y el CERN específicamente diseñado para Física de Partículas.

La Grid va a ser el próximo paso en la interconectividad de las computadoras, de acuerdo a la Gridd UK (el Tier 1 del Reino Unido). La Grid servirá para que los usuarios de computadoras de todo el mundo sólo tengan que tener "una pantalla, un teclado y un mouse" para poder hacer computación. No será necesario ya un sistema operativo personal, pues el sistema operativo estará en el Grid, a través del Middleware. Se requerirá niveles de seguridad criptográfica sin precedentes, confianza, estandarización, y muchas características más. Sitios como GridCafe http://www.gridcafe.org/, o What's the Grid http://access.ncsa.uiuc.edu/witg/ ya están preparando al público británico y estadounidense para este nuevo nivel.

El detector CMS cuando estaba en construcción.





1 comentario:

  1. Hola.

    Soy un estudiante de filosofía. He escrito un artículo en mi blog sobre si existen o no riesgos en el LHC, con mucha información e intentando emplear un lenguaje accesible a todo el mundo y sin recurrir al sensacionalismo.

    Para los que os interese,

    http://lahipotenusahomicida.blogspot.com/

    Salu2

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