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赛尔网络携手教育网服务国?#39029;?#31639;事业
为高校科研提供高速数据传输特色服务


   (来源 市场部)

   为服务国?#39029;?#31639;事业、满足巨大科研数据传输、共享的需求,更充分发挥教育网对教育科研的服务价值和支撑作用,同时探索IPv6特色服务,2017年,赛尔网络有限公司依托清华大学的技术力量,以国?#39029;?#32423;计算无锡中心及其重点用户清华大学相关科研团队之间的数据传输为试点,研究建立了"高速数据传输网络服务"。经过一年多的运?#26657;?高速数据传输网络服务"线上数据交换已趋于常态化,目前已开始为其他超算中心和科研团队提供服务,开启了赛尔网络携手教育网服务国?#39029;?#31639;事业的序幕。

   高性能计算(Highperformancecomputing,缩写HPC)已广泛应用于核试验模拟、石油勘探、气象预报、农业育种、医疗服务、新药研制、动漫渲染、材料设计、金融计算等众多领域,是当代科技竞争的战略制高点,是支撑科学研究与科技创新的强大工具与重要手段。当前,我国高性能计算?#25945;?#30340;建设快速发展,不仅有六大国家级超算中心,还有不少高校自建的高性能计算中心,以及基于云计算构建的HPC服务等等,一方面满足了我国高校学科建设和人才培养的需求,另一方面为高校各类科研活动提供了重要支撑,满足了高校科研团队与高性能计算?#25945;?#38388;存在大量数据传输需求。同时,超算中心也是学术科研数据存储的重要?#25945;ǎ?#24555;速的网络共享和发布能力使科研数据可以为更大?#27573;?#30340;学术科研分析使用,进而显著提升科研数据的科学价值。

   试点项目需求

   2017年建成的无锡中心是我国六大国?#39029;?#31639;中心之一,拥有世界上首台峰值运行速度超过十亿次浮点计算能力的超级计算机——"神威?太湖之光",引进并部署了各类通用商业计算软件,提供计算和存储解决方案,计算、存储和软件资源,以及大规模并行应用软件的开发和技术支?#20540;?#20840;方位服务。并且,已为清华大学为代表的几十所大学及以紫金?#25945;?#25991;台为代表的多家科研单位提供了计算服务,涉及计算机、化学、生物、海洋环?#22330;?#21307;药、材料、能源等学科。

   无锡中心早于2017年5月就已通过100G信道与CERNET和CERNET2联网,清华科研团体也通过校园网(IPv4/IPv6双栈)?#25317;紺ERNET/CERNET2上。分析"神威?太湖之光"与清华科研团队进行通信和数据传输的具体场景,其需求主要体现在以下方面:

   一、科研团体与超级计算机的传输数据巨大,需要1Gbps以上的网络传输速率,包含下行数据(从超级计算机到科研团体),也包含上行数据(从科研团体到超级计算机)。与校园网通常的应用场景不同,这些数据传输要求单个的TCP流支持高性能。

   二、校园网的IPv4连?#27833;?#24120;是多出口的,如果不进行双向的调优,科研团体与"神威?太湖之光"的路由可能会通过公网进?#26657;?#24341;入互联互通的瓶颈。值得指出的是,多出口可能带来非对称路由,因此必须进行双向路由调优。

   三、校园网出口的防火墙系统会引入性能瓶颈。

   四、校园网的计费政策引入管理的复杂度。超级计算流量需求很大,虽然科研团体和超级计算机的通信是特定地?#20998;?#38388;的通信,但校园网的计费系?#25104;?#26080;法进行细粒度的区分,如完全放开,则可能会影响校园网的整体计费政策的实施。

   五、科研团体与超级计算的通信是内部的,有一定的安全性要求,可以理解为是虚拟专用网(VPN)。

   六、科研团体与超级计算的通信需要支持双向发起的通信,因此不能通过NAT,在通常情况下,需要使用稀缺的公网IPv4地址资源。

   七、校园网的安全管理政策需要对每一个计算机记录统计日志。

   八、科研团体与超级计算机之间通信和传输数据的应用程序通常是基于IPv4的,直接使用 IPv6可能需要进行重新编程。

   项目实施方案

   针对以上需求,清华大学李星教授带领研究团队提出了基于CERNET2 IPv6网络,引入IVI翻译技术,实现无锡中心与清华科研团队之间高速数据传输网络的实施方案,如图1所示。

图1?#21644;?#25169;图

   国?#39029;?#32423;计算无锡中心与教育网CERNET2以100Gbps的速率通过IPv6联网,并?#28210;?#20102;IVI翻译器。清华大学科研团体用户使用IVI技术,通过清华大学校园网?#25317;紺ERNET2IPv6主干网,与无锡中心"神威?太湖之光"进行通信和数据传输,其北京到无锡单流的TCP速率可?#28304;?#21040;8Gbps以上,如图2所示。

图2:TCP single flow

   该方案搭建完成后已正常运行数月时间,线上数据交换已趋于常态化,达到了预期的设计目标,并已具备向其他超算中心和科研团队推广服务的条件。

   积极服务超算事业是赛尔网络携手教育网服务教育科研工作的一项重要举措,继无锡中心后,2017年11月,教育网与青岛海洋科学与技术国家实验室签署《超算互联网战略合作协议》,为智能超算与大数据实验室提供100G专网,连接国?#39029;?#31639;无锡中心、济南中心、国家实验?#39029;?#31639;中心的三个超算科学装置,组建一套超算大科学装置?#28023;?#26500;成交互性强、覆盖面广、反馈迅速、资讯丰富的超算互联网体系,保障实验室海洋研究大数据的交互与分析处理。另外,近期教育网正在与无锡中心和内蒙古大学对接,使呼市科研团队可通过IPv6网络访问无锡超算。

   未来,赛尔网络将配合教育网将加快推动国?#39029;?#31639;中心的全面接入,利用先进的通信和网络技术手段为六大国?#39029;?#31639;中心之间的业务协作,以及超算中心与科研团队的数据交换和共享,提供高速专用通信网络,打造超算互联网基础?#25945;ā?#21516;时,保障中国超算互联网体系与国际超算中心的高速大数据交互,促进教育领域的学术科研创新,助力智能超算与科研的健康、可?#20013;?#21457;展。


 
版权所有:赛尔网络有限公司
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