Proyecto Ultralight: Moviendo Enormes Cantidades De Datos

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Un perfil de shawn mckee y el proyecto ultralight en cern.

Este artículo de Detrás de las escenas se proporcionó a WordsSideKick.com en colaboración con la National Science Foundation.

En la primavera de 2008, los científicos e ingenieros completarán el acelerador de partículas más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), un anillo subterráneo a 27 kilómetros ubicado en el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra, Suiza.

A ambos lados de la frontera entre Suiza y Francia, el LHC envía partículas subatómicas entre ellas a velocidades cercanas a la luz, creando colisiones de alta energía similares a las que surgieron poco después del Big Bang.

Las primeras colisiones se esperan para julio de 2008, y los flujos de datos serán enormes: hasta 10 petabytes de datos (1 petabyte = 10 ^ 15) para algunos experimentos, superando con creces casi cualquier cosa que haya ocurrido antes.

Shawn McKee, de la Universidad de Michigan, es un científico investigador que trabaja en uno de los cuatro experimentos principales del CERN, el proyecto ATLAS (A Torroidal LHC ApparatuS). En los últimos años, se ha enfrentado al molesto problema de construir una red para compartir las enormes cantidades de datos entre 1.850 físicos que participan en el experimento de más de 150 universidades y laboratorios en 35 países.

El experimento ATLAS es crítico, ya que intentará determinar si el modelo estándar de física de altas energías es correcto, específicamente en busca del bosón de Higgs, que lleva el nombre del teórico Peter Higgs. Si bien los físicos tienen teorías sobre la existencia del bosón de Higgs, nunca se ha observado en un experimento.

Internet2

En 2001, McKee formó un grupo de trabajo de Internet2 de Alta Energía / Física Nuclear (HENP), junto con los físicos Harvey Newman de Caltech y Rob Gardner de la Universidad de Chicago, para investigar las redes de próxima generación y cómo podría ayudar a los experimentos de física a gran escala. del LHC.

De este grupo surgió el proyecto UltraLight, una colaboración liderada por físicos experimentales e ingenieros de redes motivada para desarrollar la tecnología de la información que permitiría a los científicos de todo el mundo analizar los petabytes de datos. McKee es ahora investigador principal de UltraLight, junto con Harvey Newman y Julian Bunn de Caltech, Paul Avery de la Universidad de Florida y Alan Whitney de MIT.

Ahora que comienza su tercer año, la infraestructura UltraLight permite que las redes increíblemente rápidas muevan datos de un lugar a otro de manera eficiente.

Durante la instilación inicial de UltraLight, McKee y su equipo enviaron cinco computadoras de transmisión de datos, un servidor de almacenamiento grande con una tarjeta de red de 10 gigabits para conectarse a la red UltraLight, un interruptor de gigabits para interconectar las computadoras y un teclado remoto, video-mouse Sistema para permitir que McKee y sus colegas en Michigan tengan acceso y control remotos. McKee luego voló al CERN para instalar el equipo.

"Trabajar en el CERN puede ser desafiante debido a la distancia involucrada", dice McKee. "Se tarda aproximadamente 13 horas en llegar desde Ann Arbor. Como normalmente compramos nuestros equipos en los Estados Unidos, tenemos que enviarlos allí para su instalación. Como puede imaginar, es problemático si algo falla o necesita reparación".

Junto con los ingenieros de redes de Caltech, Dan Nae y Sylvain Ravot, McKee instaló y configuró los sistemas en el CERN, haciendo todo, desde encontrar tomas de palés para mover el equipo pesado hasta encontrar y pedir prestadas las herramientas necesarias, construir estantes para equipos y encontrar las interfaces de enrutador adecuadas.

Una vez que todo estuvo en su lugar y conectado, McKee pasó horas etiquetando y documentando la configuración e instalando una regleta de alimentación remota, un dispositivo que permite que el equipo apague y encienda los equipos de Michigan a casi 7.000 kilómetros de distancia.

Prueba y despliegue

Durante el último año y medio, el equipo ha estado en uso tanto para las pruebas de UltraLight como para determinar qué tan bien puede mover los datos de ATLAS, además de las demostraciones durante las conferencias SuperComputing de 2005 y 2006. Es un esfuerzo internacional, con socios activos en América del Sur, Europa y Asia. "Es emocionante poder probar y desplegar servicios a escala global", dice McKee.

Como administrador de la red UltraLight, McKee tiene que monitorear y administrar diariamente la infraestructura UltraLight de Michigan, asegurándose de que las máquinas y equipos relacionados con UltraLight sean funcionales y estén atentos a problemas como el mal rendimiento o la pérdida de conectividad.

Aunque UltraLight se centra principalmente en la física de alta energía, McKee dice que el proyecto podría usarse en otras áreas.

"UltraLight tiene aplicaciones en una variedad de otros campos donde se necesita difundir mucha información rápidamente", dice McKee, "como medicina, ingeniería, astronomía, bioinformática y pronóstico del tiempo". McKee dice que los hospitales están interesados ​​en UltraLight, porque las imágenes de resonancia magnética de los pacientes u otros datos de imágenes grandes podrían enviarse a otros médicos a través de la tecnología UltraLight en tiempo real.

En los próximos años, McKee prevé enormes cambios en la tecnología y el impacto de la tecnología. "La capacidad de la red durante los últimos veinte años ha demostrado que el ancho de banda se duplica cada nueve meses; esta tendencia aún es cierta", dice.

Durante los próximos veinte años, se accederá a grandes cantidades de datos de forma rutinaria muy rápidamente, lo que llevará a un acceso a la información a pedido. "Los datos como las películas, ahora atascados en velocidades de descarga lentas, pronto estarán disponibles casi instantáneamente", dice McKee."Las películas son un ejemplo simple... imagina las posibilidades que se habilitarán en un mundo así".

Para más información, vea el sitio web de UltraLight. Los videos de ATLAS están disponibles aquí.

Nota del editor: Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation (NSF), la agencia federal encargada de financiar la investigación básica y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería.


Suplemento De Vídeo: Amos Winter: The cheap all-terrain wheelchair.




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