网格计算及其在高能物理中的应用概况

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1、网格计算及其在高能物理中的应用概况高能物理所计算中心本报告参考了：CERN钱思进教授2002年7月的报告GridComputinganditsApplicationIHEP孙功星副研究员准备2000年11月8日在韩国召开的“国际高能物理数据网格研讨会上所作的报告GridActivityinchinaIHEP杨大鉴研究员的博士生蒋文保的报告GridComputing美国加州理工大学HarveyBNewman在2002年10月9日ICFA讨论会上作的报告ReportfromICFAStandingCommitteeo

2、nInterregionalConnectivity许榕生研究员为本次大会准备的报告高能物理网格发展动态网络技术的三次浪潮什么是网格计算为什么现在会发展网格计算哪些行业需要网格计算高能物理对计算的需求网格计算的基本技术国际网格计算技术的发展现状国内网格计算现状及发展前景网络技术发展的三次浪潮第一次浪潮：Internet的产生（80年代）计算机相互连接的发展产生了局域网FTP、Telnet、Emailnewsgroup、BBS第二次浪潮：WWW（80年代末-90年代中期）超文本文件由http协议连接WWW的产生（1

3、989年由CERN科学家发明）第三次浪潮：Grid（90年代后半期-...）各种资源统一通过网格技术连接根据用途不同分为数据网格、计算网格...什么是网格Argonne实验室的I.Foster认为网格是一种规模大小可变的虚拟组织：由动态合作的个体、研究单位和资源所有者之间的灵活的、安全的、协调的资源共享虚拟组织的成员——分布在世界各地的，为了完成同一件事情的研究机构、大学、科学家个体…资源——计算机、存储设备、网络、大型科学仪器、数据库、软件、信息…用户的观点：希望使用网上资源像使用电力、自来水那样方便，不必关心

4、是从哪里来的资源，也不必考虑用多用少，总能满足需求。与电力网比较主动的，可以是提供共享资源的节点被动的最终用户规则无须中心控制是，在很多国家和地区由政府单一控制中心控制全世界国家或地区（基于政治或经济因素等）共享地域地理分布、研究或工业领域、研究机构…地理分布共享范围计算机、数据存储设备、数据库、大型仪器设备、网络、软件…发电站、高压线、变电站…共享资源计算网格电力网格为什么现在会发展网格计算需求计算密集型、I/O密集型、数据密集型计算的需求需要使用位于远处的大型、位置固定的仪器设备在不同地区使用具有不同政策的已

5、有技术的复杂需求大型国际合作项目的需求可能性计算机工业技术符合摩尔定律的发展网络基础设施飞速发展，发达国家、地区高速网络及跨大洋的洲际光缆已经具备相当的规模软件技术的新发展哪些行业需要网格计算生物、生化研究人类基因研究爱滋病药物研究地震仿真研究大气物理与气象预报高能物理理论与实验社团组成:数千家庭计算机用户慈善机构提供的计算能力(Entropia)研究组(Scripps)共同的目的=促进爱滋病研究家庭中的计算机用来评价爱滋病药物___________imagecourtesyfrom地震工程和仿真NEESgrid

6、（地震工程和仿真网格）:将地震工程师与实验设施、数据库、计算机结合的体系结构按需地使用实验、数据流、计算设施、档案、合作NEESgrid:Argonne,Michigan,NCSA,UIUC,USC高能物理对计算的需求以LHC实验为例LargeHadronCollider（大型强子对撞机）能量.:14TeV(质子-质子)1250TeV(铅核-铅核)亮度:1034cm-2s-1(质子-质子)1027cm-2s-1(铅核-铅核)周长:26.6km主要实验:4个4主要的LHC实验ATLASCMSALICELHCbLHC

7、计算需求数据存储–原始数据率0.1–1GByte/sec相当于5-8PetaBytes/year需要磁盘容量10PetaBytes处理能力–200,000个目前(2001)最快的PC机LHC高能物理实验数据处理示意图层1Tier2Center在线取数CERN700kSI95~1PBDisk;TapeRobotFNAL:200kSI95;600TBIN2P3CenterINFNCenterRALCenterInstituteInstituteInstituteInstitute~0.25TIPSPC或工作站~1

8、00-400MBytes/sec2.5Gbps100-1000Mbits/secHPSSHPSS2007-8年达几十Pbyte/sec.5年左右达到1000PByte/sec离线物理数据~PByte/sec~2.5Gbits/secHPSSHPSSHPSSTier2CenterTier2CenterTier2Center~2.5Gbps层0+1层3层4层2中心层2对撞实