Le reti della ricerca europee proiettate verso l’upgrade a 100 Giga per affrontare il data tsunami

Le reti della ricerca europee confermano la loro leadership tecnologica nella creazione di vere e proprie autostrade telematiche, che supportino sempre meglio gli utenti della ricerca nell’affrontare il cosiddetto “data tsunami”, termine con cui si intende l’esponenziale aumento della quantità di informazione a cui stiamo assistendo negli ultimi anni in campo scientifico e non solo.

Secondo una recente ricerca del Center for Digital Research del MIT, la quantità di informazione digitale esistente sta raddoppiando ogni 1-2 anni e supererà i 1000 Exabyte il prossimo anno. Molti dei dati che l’umanità sta accumulando sono di natura scientifica e culturale, basti pensare ai grandi progetti di digitalizzazione del patrimonio librario e archivistico. Di conseguenza, cresce vertiginosamente la domanda di calcolo ad alte prestazioni e di spazio per immagazzinare l’informazione, ma non basta.

Questi dati non sono localizzati, ma si muovono senza posa sulle reti globali: si originano in laboratorio, in un rilevatore o in una struttura dove si digitalizzano materiali, ma poi è necessario trasferirli perché siano elaborati presso uno o più centri di calcolo; i risultati ottenuti dovranno poi essere accessibili ai ricercatori coinvolti, in modo da diventare nuova conoscenza, ma anche da poter guidare nuove ricerche o correggere i parametri di un esperimento.
Molte delle imprese scientifiche più innovative ed ambiziose si basano oggi su grandi collaborazioni interdisciplinari di scienziati che lavorano in sedi geograficamente distribuite in tutta Europa e nel mondo. In un simile contesto, la condivisione dei dati in tempo reale è fondamentale. Ci sono situazioni in cui la tempestività può fare la differenza, ad esempio nel caso di rilevazioni costose, legate a un certo periodo di tempo o ad un evento non ripetibile. Immaginate di stare osservando un evento astronomico che non si ripeterà prima di qualche migliaio di anni: se c’è un errore nella presa dati, vorrete saperlo subito e correggerlo al più presto, perché non avrete un’altra possibilità.

Per far fronte alle sfide poste da queste collaborazioni servono reti sempre più veloci e performanti e presto anche i 10 Giga non saranno più sufficienti, almeno sulle principali direttrici di traffico. È per questo che le reti della ricerca europee già pensano a 100 Gbps.

Dopo la realizzazione di link a 40 Gbps, sono in corso le procedure di gara che a partire dal 2012 porteranno a 100 Gbps la capacità delle principali direttrici della dorsale paneuropea GÉANT. Il coordinamento di questa attività è affidato ad una task force congiunta, alla quale partecipano esperti di DANTE e delle reti della ricerca europea, tra cui GARR.

“L’ impressionante aumento di collaborazioni scientifiche, molte delle quali interdisciplinari, e l’affermarsi di nuovi modi di collaborare ci portano a prevedere una vera e propria esplosione dei dati e del traffico” ha commentato Mattew Scott, general manager di DANTE “per questo le reti della ricerca europee e DANTE stanno giocando d’anticipo, in modo da poter incontrare le esigenze in continua evoluzione dei nostri 40 milioni di utenti”.

Fino a pochi anni fa, semplicemente non esistevano apparati capaci di arrivare a velocità di 100 Gbps. Oggi non è più così e non solo GÉANT, ma anche molte reti della ricerca europee hanno cominciato ad effettuare test ad alta velocità sulle loro dorsali nazionali, con esiti molto positivi. E qualcuno sta già dando il via alle prime implementazioni...

Ad esempio, la rete della ricerca tedesca DFN, in collaborazione con alcuni tra i maggiori produttori di apparati, ha sperimentato con successo la tecnologia a 100 Giga, che entrerà a far parte della prossima generazione della dorsale nazionale X-WiN. I test, effettuati lungo oltre 400 km di rete, hanno visto la trasmissione di una quantità di dati pari a 735 Terabytes (l’equivalente di circa 1,2 milioni di CD o 160.000 DVD!).

Un altro esempio è quello della francese RENATER che, dopo aver effettuato estensivi test di laboratorio nella seconda metà del 2010, ha cominciato lo sviluppo sul campo della rete a 100 Gbps sulla dorsale in fibra spenta. Uno dei risultati più interessanti del test è la dimostrazione della compatibilità delle tecnologie a 10 e 100 Gbps tra apparati di differenti produttori su una singola fibra.

Anche la rete della ricerca del Regno Unito, JANET, ha completato la fase di sperimentazione già tra il 2009 e il 2010 ed ha recentemente implementato linee a 100 Gbps per trasportare il traffico di produzione sulle principali direttrici della dorsale.

E l’Italia? Con GARR-X, presto queste velocità saranno disponibili anche sulla nostra rete. A partire dal 2012, non solo sarà possibile aumentare enormemente la capacità della dorsale ma, grazie all’implementazione di queste tecnologie in tutta Europa, sarà possibile mettere in piedi link end-to-end a 100 Gbps per le applicazioni con requisiti più elevati.

Di questa nuova tecnologia potranno beneficiare da subito le comunità caratterizzate da una “fame” di banda particolarmente elevata, come quelle della fisica delle alte energie, della radioastronomia e del supercalcolo. Ad esempio, l’INFN detiene uno dei centri di calcolo principali (detti Tier1) del progetto LHC, che a sua volta smista i dati ad un’altra decina di centri secondari in tutta Italia; l’INAF prende parte con ben tre radiotelescopi al progetto NEXPReS, la rete europea di radioastronomia, mentre il CINECA è uno dei principali partner di PRACE, progetto di supercomputing europeo e unica infrastruttura digitale finora annoverata tra le roadmap ESFRI. Questi utenti già trasmettono enormi moli di dati e sono dunque candidati naturali a beneficiare di questo nuovo livello di prestazioni, ma non sono certo gli unici, basti pensare alla dinamicità di nuove comunità come quella delle arti performative o della biomedicina.

Maggiori informazioni: www.geant.net