에너지 과학 네트워크

Energy Sciences Network
에너지 과학 네트워크
ESnet Logo
약어에스넷
포메이션1986
서비스 지역
미국
웹사이트www.es.net
ESnet 지도
유럽에 대한 ESnet 연결

에너지 과학 네트워크(ESNET)는 미국 에너지부(DOE) 과학자들과 전세계 협력자들에게 서비스를 제공하는 고속 컴퓨터 네트워크다. 로렌스 버클리 국립 연구소의 직원이 관리하고 있다.

40개 이상의 DOE 과학 연구소와 연구소가 이 네트워크에 직접 연결되어 있다. ESnet 네트워크는 140개 이상의 다른 연구 및 상업용 네트워크와도 연결되므로 DOE 연구원들이 전 세계 과학자들과 협력할 수 있다.

개요

에너지 과학 네트워크(ESNET)는 사이언스 사무국의 고성능 네트워크 사용자 시설로, 대규모 과학의 요건에 최적화된 신뢰성이 높은 데이터 전송 기능을 제공한다. 본질적으로 ESnet은 DOE 과학 미션을 가능하게 하는 순환 시스템이다. ESnet은 첨단 과학 컴퓨팅 연구 프로그램이 관리하며, 로렌스 버클리 국립 연구소의 과학 네트워킹 부서에서 관리 및 운영한다.

ESnet은 DOE의 국가 실험실 시스템, 수십 개의 다른 DOE 사이트, 그리고 전 세계 200개까지의 연구 및 상업 네트워크를 상호 연결하여 전국의 DOE 연구소와 학술 기관의 수만 명의 과학자들이 방대한 데이터 스트림을 실시간으로 전송하고 원격 연구 리소스에 액세스할 수 있도록 한다. ESnet은 국가 연구소, 대규모 과학 공동 연구 및 DOE 연구 커뮤니티에서 요구하는 전문화된 네트워킹 인프라와 서비스를 제공하기 위해 존재한다. ESnet은 우리 나라의 수천 명의 과학자들이 에너지, 생물 과학, 물질, 우주의 기원을 포함한 세계에서 가장 중요한 과학적인 도전들에 대해 협력할 수 있도록 해주는 고대역폭의 신뢰할 수 있는 연결을 제공한다.

ESnet은 1986년에 HEPnet(고에너지 물리학용)과 MFEnet(자기융합 에너지 연구용)으로 알려진 이전의 DOE 네트워킹 프로젝트의 운영을 결합하여 형성되었다.[2] 수년에 걸쳐 지상 미국 내에서 성장하는 동안, ESnet은 협력 연구를 강화하기 위해 미국과 유럽 사이에 3개의 100 Gbit/s 링크와 1개의 40 Gbit/s 연결을 구축했다.

1990년부터 2019년까지 ESnet의 평균 트래픽은 47개월마다 10배씩 증가했다.[3] 2005년까지 코어 네트워크는 10 Gbit/s의 SONET 링크를 통해 패킷을 사용했다.[4] 2009년에 ESnet은 과학의 에너지부(DOE)로부터 6200만 달러의 미국 연구 복구법(ARRA) 자금을 지원받아 차세대 인프라에 투자하여 데이터 집약적인 과학의 새로운 시대에 연구 발견에 필요한 지원을 제공하였다. ESnet의 5세대 네트워크인 ESnet5는 3년간의 계획과 배치를 거쳐 2012년 11월에 출시되었다. 새로운 네트워크는 10G 연결을 제공하는 것과 동일한 비용으로 DOE 연구 사이트에 대역폭을 즉시 10배 증가시켰으며, 현재 용량의 44배까지 확장할 수 있다. ESnet은 현재 ESnet6라는 차세대 업그레이드 작업을 진행 중이다.

현재 네트워크 구성(ESNET 5)

2011년 10월, ESnet은 내부적으로 ESnet 5로 알려진 100 Gbit/s 백본 네트워크를 출시했다. 이 네트워크는 세계에서 가장 빠른 과학 네트워크로, ESnet의 이전 세대 네트워크보다 10배 빠른 속도로 전체 DOE 국립 실험실 시스템, 슈퍼컴퓨팅 센터, 그리고 주요 과학 기구들을 서비스하고 있다.

ESnet은 미국의 대학과 연구기관을 연결하는 네트워크인 인터넷2와 제휴해 두 기관이 각자의 지역사회를 위해 공유하는 새롭고, 확장성이 높은 광학 인프라를 통해 자사의 100 Gbit/s 네트워크를 구축했다.

이 프로젝트는 2009년에 미국 회복 및 재투자법 기금으로 6,200만 달러를 지원받았다. Advanced Networking Initiative에 전화하십시오. Gbit/s 네트워크는 DOE 슈퍼컴퓨팅 설비 간의 증가하는 데이터 요구를 처리하기 위한 프로젝트였습니다.ESnet은 2014년 12월 대서양 횡단 링크 4개를 새로 구축해 미국 국립 연구소와 대학의 연구원들이 LHC(Large Hadron Collider) 등 유럽의 연구 현장에서 얻은 과학 데이터에 초고속으로 접근할 수 있도록 함으로써 그 범위를 넓혔다. ESnet의 대서양 횡단 확장은 초당 340기가비트(Gbit/s)의 총 용량을 제공하며, 수십 개의 과학적인 협업이 가능하다. 새로운 인프라의 복원력을 극대화하기 위해, 유럽의 ESnet 장비는 범유럽 네트워킹 조직인 GEANT의 전용 100 Gbit/s 링크에 의해 상호 연결될 것이다. 대서양 횡단 새로운 연계는 칼텍의 하비 뉴먼이 이끄는 칼텍과 CERN의 협력체인 미국의 LHCNet의 성공을 기반으로 한다.

ESnet6

과학계는 점점 더 큰 도전에 직면해 있다. 바로 데이터 볼륨의 급격한 증가다. 망원경은 우주를 더 정밀하게 스캔하고 있다. 슈퍼컴퓨터는 더 높은 해상도로 과학현상을 시뮬레이션하고 있다. 센서와 검출기가 더 높은 감도와 속도로 실험 결과를 수집하고 있다. ESnet의 차세대 네트워크인 ESnet6는 더 많은 대역폭, 더 큰 유연성, 더 빠른 데이터 전송 기능을 제공함으로써 DOE 연구계가 "데이터 홍수"를 탐색할 수 있도록 설계되었다.

2023년 조기 마감될 것으로 예상되는 ESnet6는 새로운 혁신을 신속하게 발명, 테스트 및 배치할 수 있는 능력을 향상시키는 완전히 새로운 소프트웨어 기반 네트워크 설계를 특징으로 할 것이다. 설계에는 다음이 포함된다.

  • ESnet 전용 광케이블 백본에 구축된 최첨단 광학, 코어 및 서비스 에지 장비
  • 프로그램 가능한 서비스 에지와 결합된 확장 가능한 스위칭 코어 아키텍처로 고속 데이터 이동 지원
  • 100 ~ 400 Gbit/s 광학 채널, ESnet5 대비 최대 8배 용량 제공
  • 네트워크를 24x7/365로 모니터링하고 측정하여 최대 성능으로 작동하는지 확인하는 서비스
  • 네트워크를 보호하고, 연결된 사이트를 지원하며, 사이버 공격 시 장치를 보호하는 고급 사이버 보안 기능.

ESnet6은 네트워크 용량, 복원력 및 유연성의 혁신적인 변화를 나타내며, 확장 규모를 포함한 DOE 임무에 실질적인 이점을 가져다 줄 것이다. 세계 최고의 과학 데이터 네트워크로서, ESnet은 효과적인 협업과 데이터, 컴퓨팅, 실험에 대한 일관된 접근을 지속적으로 지원하여, 미국의 경쟁력에 크게 기여할 것이다.

연구 개발

ESnet 연구 개발 프로그램에는 다음이 포함되었다.

  • 소프트웨어 정의 네트워킹: ESnet은 ENOS를 개발했으며, ESnet Network Operating 시스템은 데이터 집약적인 과학 워크플로우를 처리하기 위한 차세대 프로토타입 아키텍처다. 애플리케이션들이 네트워크에 관한 정보를 얻고 그것이 필요로 하는 것을 프로그래밍할 수 있도록 하는 소프트웨어 계층인 "네트워크 운영 체제"의 개념은 한동안 학문적으로 논의되어 왔지만, 지금은 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 패러다임의 광범위한 채택으로 실현 가능한 것으로 보인다. ENOS 접근방식을 통해 ESnet은 더 나은 애플리케이션으로 결합된 과학 네트워크를 구축하고 애플리케이션 또는 과학 가상 조직에 인터페이스, 데이터 및 프로그래밍 기능을 제공하여 멀티 사이트 복합 빅데이터 프로젝트를 보다 효과적으로 조정하고 스토리지, 컴퓨팅 및 클라우드 리소스 사용을 최적화할 수 있게 된다.
  • Science DMZ: ESnet과 National Energy Research Scientific Computing Center에서 개발한 기관 방화벽을 중심으로 대규모 데이터셋을 안전하게 라우팅하기 위한 네트워크 설계 패턴. 일반적으로 네트워크 경계에 위치한 DMZ는 자체적인 보안 정책을 가지고 있으며 특히 외부와 데이터를 교환하는 외부 대면 고성능 과학 서비스를 전담한다. 국립과학재단의 지원을 받아 전국 100여 개 대학이 사이언스 DMZ를 배치했다.
  • 400Gbit/s 네트워크: ESnet과 국립에너지연구과학컴퓨팅센터(NERSC)는 2015년 국가연구교육망이 구축한 최초의 400G 생산링크인 초당 400기가비트(기가비트) 슈퍼채널을 구축했다. 그 연결은 NERSC의 6,000명의 사용자들에게 중요한 지원을 제공했다. 그 시설이 캘리포니아 오클랜드에 있는 Lawrence Berkeley National Laboratory의 메인 캠퍼스로 이전했기 때문이다. 연구팀은 또 생산 데이터 트래픽에 지장을 주지 않고 새로운 도구와 기술을 평가하기 위해 400Gbit/s의 연구 테스트베드를 설치했다.
  • OSCARS: ESnet에서 개발되어 현재 커뮤니티에 오픈소싱된 온디맨드 보안 회로 및 예약 시스템 소프트웨어는 네트워크에서 엔드투엔드 데이터 전송 성능을 보장하는 다중 도메인 가상 회로를 만든다. OSCARS는 2013년에 R&D 100상을 수상하였다.
  • perfSONar: 다중 도메인 네트워크 성능에 대한 엔드 투 엔드 모니터링을 제공하는 테스트 및 측정 프레임워크. ESnet은 GEANT, 인디애나 대학교, 인터넷2와 함께 국제 PerfSONar collaboration의 핵심 멤버다. 2016년 기준, PerfSONar는 1,600개 이상의 설비를 갖추고 있다.

ESnet 수상 및 수상

에너지 공로상 장관상: 2015년 5월, 에너지 장관 어니스트 모니즈는 주문형 보안 회로 및 예약 시스템인 OSTARS를 개발한 공로로 ESnet 직원들에게 DOE 비서 명예상을 수여했다. 비서 명예상은 부서에서 가장 높은 형태의 비화폐성 직원 인정이다. 개인 및 팀 수상자는 에너지 장관이 선정한다.[5]

CNICE 혁신상: 캘리포니아 교육 네트워크 이니셔티브(CENICE)는 2015년 고성능 연구 애플리케이션용 네트워킹 혁신상 수상자로 ESN을 100기가비트 소프트웨어 정의 네트워킹(100G SDN) 테스트베드로 선정했다.[6]

정보주간 상위 10개 정부 IT 혁신 기업: 4년 만에 두 번째로 ESnet이 정보로부터 올해의 최고 정부 IT 혁신자 중 한 명으로 선정되었다.주간 정부 잡지. 이 잡지는 ESnet이 Advanced Networking Initiative로 자금을 지원받아 2012년 11월 본격 생산에 들어간 초당 100기가비트(기가비트)의 새로운 전국 네트워크를 예로 들었다.[7]

치열한 혁신가: 미국 정부를 다루는 간행물인 '매서운 정부'는 지난 11월 생산에 들어간 초당 100기가비트(기가비트)의 국가 네트워크를 구축한 혐의를 받고 있는 ESnet5 '배포팀'을 연방 최고 직원과 특별히 혁신적인 일을 한 팀 중 첫 번째 연간 "페어리스 15" 목록에 선정했다.[8]

인터넷2 IDEA 어워드: ESnet 프로젝트 2개는 연구 및 교육계 내에서 가장 긍정적인 영향과 채택 가능성을 가지고 있는 혁신적 네트워크 애플리케이션을 위한 2011년 인터넷2의 연간 경쟁부문에서 IDEA(Internet2 Driving Besticle Applications)상을 받았다. 인터넷2는 진궈가 이끄는 ESnet 팀이 개발한 에반게로스 차니오타키스, 앤드루 레이크, 에릭 푸욜, 메리 톰슨 등 온디맨드 보안회로 및 어드밴스 예약 시스템(OSCARS)을 인정했다. 기여 파트너로는 인터넷2, USC ISI, DATE 등이 있다. ESnet의 MAVEN(네트워크가 소비하는 에너지의 모니터링 및 시각화) 개념 증명 애플리케이션도 학생 부문에서 IDEA 상으로 인정받았다.[9]

정보주간 상위 10개 정부 IT 혁신가: ESnet은 2009년 정보로부터 정부 IT 혁신가 상위 10명 중 한 명으로 선정됨주문형 보안 회로 및 예약 시스템(OSCARS)[10] 개발 및 배포 주간.

탁월함.Government Award: ESnet은 2009 Excellence를 수상하였다.기술 활용 성과에 대한 주지사 상. Excellence.Government상은 산업자문회의(IAC) 협업 및 전환 공유이익그룹이 후원하며 연방정부의 최고 정보기술(IT) 사업을 인정한다.[11]

참조

  1. ^ "Energy Sciences Network (ESnet)". US Department of Energy. Retrieved October 8, 2011.
  2. ^ Jim Brown (March 19, 1990). "Fermi Labs eases traffic crunch on campus DECnet". Network World. pp. 1, 49. Retrieved October 8, 2011.
  3. ^ Joe Burrescia (January 21, 2008). "ESnet Update". Presentation at Joint Techs Workshop. Archived from the original (Microsoft PowerPoint) on October 12, 2011. Retrieved October 8, 2011.
  4. ^ Joe Burrescia, William E. Johnston (September 19, 2005). "ESnet Status Update" (PDF). Presentation at Internet 2 International Meeting. Retrieved October 8, 2011.
  5. ^ Jon Bashor (May 7, 2015). "Energy Secretary Moniz Honors ESnet's OSCARS Bandwidth Reservation Service". ES.net. Retrieved July 14, 2016.
  6. ^ Jon Bashor (February 26, 2015). "CENIC Honors ESnet's 100G SDN Testbed with 2015 Innovations in Networking Award". ES.net. Retrieved July 14, 2016.
  7. ^ Jon Bashor (January 9, 2013). "ESnet Named One of Top Government Innovators – Again". ES.net. Retrieved July 14, 2016.
  8. ^ Jon Bashor (November 27, 2012). "ESnet5 Deployment Team Named as "Fierce" Innovators". ES.net. Retrieved July 14, 2016.
  9. ^ Inder Monga (October 4, 2011). "Idea Power: Two ESnet Projects are Honored with Internet2 IDEA Awards". Network Matters. Retrieved July 14, 2016.
  10. ^ John Foley (September 15, 2009). "InformationWeek 500: 10 Government Organizations That Understand IT Innovation". Information Week. Retrieved October 8, 2011.
  11. ^ Jon Bashor (April 16, 2009). "Department of Energy's ESnet Wins 2009 Excellence.gov Award for Effectively Leveraging Technology". newscenter.lbl.gov. Retrieved July 14, 2016.

외부 링크