PHOSPHORUS

Benutzerkontrollierte Infrastruktur der europäischen Forschung

Aktuell entsteht eine neue Generation wissenschaftlicher Anwendungen, welche wissenschaftliche Instrumente sowie global verteilte Daten- und Rechenressourcen bündelt und gemeinsam nutzt. Diese in Virtuellen Organisationen gemeinsam entwickelten Anwendungen definieren Anforderungen unter anderem hinsichtlich Zuverlässigkeit (beispielsweise durch garantierte QoS), gemeinsam genutzten Datenspeichern sowie großen Datentransfers, die häufig nur durch dedizierte Bandbreiten optischer Netzwerke erreicht werden können.

Optische Netzwerke mit hoher Kapazität sind in der Lage diese Bandbreiten- und Latenzanforderungen zu erfüllen. Die erforderlichen Software-Werkzeuge und Rahmenwerke für end-to-end (e2e), on-demand Bereitstellung von Netzwerkdiensten erfordern aber eine koordinierte Entwicklung in Abstimmung mit weiteren Ressourcen (wie CPU, Datenspeicher), die über administrative und netzwerktechnologische Domänengrenzen hinweg koordiniert werden müssen.

Um diesen Anforderungen entsprechen zu können, behandelt PHOSPHORUS einige der grundlegenden technischen Herausforderungen um on-demand e2e Netzwerkdienste über Domänengrenzen hinweg zu realisieren. Das Netzwerkkonzept sowie das Testbed von PHOSPHORUS wird Anwendungen Informationen über die zur Verfügung stehenden Grid-Ressourcen zur Verfügung stellen (Rechen-, Speicher- und Netzwerkressourcen) und wird diesen Anwendungen die Möglichkeit einer dynamischen, adaptiven und optimierten Nutzung der heterogenenen Netzwerkinfrastrukturen anbieten um verschiedene Ressourcen des oberen Leistungssegments miteinander zu verbinden.

Bild 1: Das PHOSPHORUS Testbett Komponenten und Anwendungen
Bild 2

Die Bewertung von PHOSPHORUS wird auf experimentellen Aktivitäten auf einem verteilten Testbed zwischen europäischen und weltweiten optischen Infrastrukturen aufbauen. Dieses Testbed beinhaltet sowohl europäische Forschungsnetze (National Research and Educational Networks, NRENs) und nationale Testbeds als auch internationale Ressourcen wie GÉANT2, Internet2, Canarie, Cross Border Dark Fibre Infrastrukturen und GLIF. Um die entwickelten Konzepte zu überprüfen werden einige Anwendungen mit Hochleistungsanforderungen in PHOSPHOIRUS adaptiert und auf dem Testbed evaluiert.

Die in PHOSPHORUS verwendeten und entwickelten Abläufe, Werkzeuge und Middleware wird den europäischen NRENs und ihren Benutzern zur Verfügung gestellt, so beispielsweise den Supercomputing Zentren sowie der europäischen und weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Neben den auf Netzwerken, dem Testbed für Authentifizierungs- und Autorisierungsinfrastruktur (AAI) und zugehörige Studien fokussierten Arbeitspaketen in PHOSPHORUS existiert auch ein spezielles Arbeitspaket zur Entwicklung von Middleware und zur Anpassung und Integration der eingesetzten Anwendungen. Das Fraunhofer Institut SCAI leitet dieses Arbeitspaket zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich. Einige Anwendungen wurden bereits ausgewählt um die Eigenschaften des Testbeds experimentell zu evaluieren und validieren. Erwartet wird, dass diese Anwendungen insbesondere von der Möglichkeit der koordinierten Zuteilung von Rechen-, Speicher- und Netzwerkressourcen mit definierter QoS profitieren. SCAI arbeitet hierbei an der Integration des WISDOM Workflows sowie an der Unterstützung und Weiterentwicklung des VIOLA MetaScheduling Services.

PHOSPHORUS wird Lösungen zur vertikalen und horizontalen Kommunikation zwischen Middleware, existierenden Netzwerk Ressource Management Systemen und dem geplanten »Grid-GMPLS Control Plane« (siehe Bild 2) aufzeigen und erweitern.