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中科院葛敬国:CNGI科研机构驻地网的建设及运行

  【搜狐IT消息】12月18日-19日,第二届CNGI工程技术论坛暨移动互联网国际峰会在北京召开,会上,工信部副部长奚国华、中国移动副总裁沙跃家、中国工程院副院长邬贺铨、以及各大设备厂商、终端制造商、内容服务提供商等出席了会议并做了主题演讲。

  以下是中国科学院计算机网络信息中心、中国科技网网络中心葛敬国的演讲实录。

  葛敬国:我介绍的内容是项目建设,运行及管理,应用开展,以及最后的简单的总结。

  中国科技网,是全国科技领域服务的公益性网络,中国科学院院网。在网络方面国家开展一些大规模的科学应用的合作。

  现在首先介绍一下科研信息化对下一代网络的需求。现在的科研活动跟以往不同,过去的科研活动,科学家一支笔,一张纸,就可以做一些科研的成果出来。

  但是现在的科研活动对下一代互联网的影响很大。

  先介绍一下科研场景,首先我们通过一些试验仪器设备,以及野外台站,获取一些信息,然后通过科学家把这些数据分布到全世界的科学计算设施上做计算。科学家通过软件工具进行可视化分析和操作,最终得出一些研究成果。在这样一个活动过程当中,需要大量的数据的迁移,迁移的话需要高速的网络,把这些科研设施连接起来。经过这么多年的建设,科学院科研基础设施对下一代科研网需求,包括超级计算环境,三层架构,200万亿次的超级计算环境,科学数据资源存储环境,可以形成一个超大的网格,要有一个G的带宽的支持。现在的需要海量的数据的存储,建立6PB的一个资源存储网络。我们有一个大的科学数据库,从83年存储一些科学数据,现在已经积累了17个T的数据量,可以说提供数据的长期存储,数据的备份,还有国外数据的下载。文献情报资源于网络科普资源。对网络的需求非常大。

  所以扩大科研基础设施服务范围,实现资源集成共享,提高科研效率和水平,对于网络的需求非常紧迫。

  另外一个方面,重大的科研应用对互联网的需求。重大科研应用对下一代科研网需求,高能领域大型强子对撞机LHC项目,15PB/年,上海同步辐射光源,需求是2.5G的量级。还有高能所羊八井宇宙线观测项目,还有大亚湾反应堆中微子试验,天文领域eVLBI应用。

  2003年中国启动了CNGI的项目,对我们核心网的建设打下一个良好的基础。和以前的中国网通,建立了七个科研网,包括长春分院,中科院上海分院,广州分院、兰州分院,沈阳分院等等。也感谢中国网通对我们的支持。

  国家发改委关于中国下一代互联网示范工程,CNGI,示范网络科研机构驻地网建设项目的复函。首先给驻地网的单位进行一次选择,实际上大家看到建设CNGI,一个是他们所从事的科研活动,科研应用技国家级重大科学与工程项目对CNGI有迫切的需求,还有承诺按照规定技术要求建设单位内网,建成后有一定的IPv6网络和用户规模,还有具有较高水平的网络运维技术队伍,承诺配套资金不少于1:1,积极支持并参与与在CNGI平台上开展的技术实验和研究。

  最终我们建设的驻地网是103个。这是驻地网单位分布的情况,主要分布在北京和上海。其他的地方比较少。这是单位的分布情况。大部分集中在中科院里面。这是CNGI科研机构驻地网的分布。我们选择的设备尽量选择国产设备,其中我们选择中兴的R10的服务器,还有思科的服务器。我们直接把驻地网和直接联到上面去,对于武汉、南京、合肥、新疆、西安、昆明我们选择双栈的方式。地址的话,我们有一个48位的空间,可以为他们连续选择多个48位,为以后的便捷进行考虑。还有域间BGP4+,用户端,静态的连接。AS:37944。

  下面介绍一下CNGI的运行及管理。

  我们可控、可管是本项目一个重要目标。构建CNGI科研驻地网网络管理平台。流量监控与性能分析,网络运行维护等等。

  这是网管系统的架构。网络数据,运维管理子系统,事件管理,问题管理,知识库管理。网络管理子系统,配置管理,流量管理,故障管理,性能管理,路由监测。

  网络管理相关的协议,包括SNMP,IPv6的SNMP协议传输,IPv6 MIB支持。Netflow,可以基于Netflow V9生成IPv6的记录。

  右上角各个网络到各个单位驻地网的性能的列表。左下角是一个单位的流量,这是研究生院的流量,现在已经达到峰值的时候达到一个G了。旁边是ITLE管理的图。

  CNGI网络性能采集和分析,端到端的性能采集,基础网络设计性能,网络路径服务质量,ICMP,RPING,测量可用性、响应时间,SLA。

  端到端网络服务质量,Iperf,包括带宽,延迟,丢包。

  网络安全包括ACL与流量线速,流量分析与异常检测等等。

  流量分析,用户流量分析,流量组成分析,这是一些分析的图,反映能量的一些情况。

  网络运维,在中科院计算机网络信心中心核心机房设置运行维护中心,开通服务电话,为驻地网单位提供7×24小时的运维服务。

  用户的话,并不关系什么是IPv4什么是IPv6,我们项目建设的过程当中,积极开展用户的沟通工作,我们举办一些会议,包括07年12月份举行的中标厂商技术培训会,还有07年12月17-19日,召开CNGI科研机构驻地网项目网络应用研讨会,近90家建设单位,180名代表参加,08年9月,对IPv6内网建设培训。

  第三块是应用的开展。

  基于驻地网我们开展一系列的丰富多彩的科研应用。包括科学及网格,科学数据网格,野外台站的数据获取,大科学装置的数据传输、文献情报等等。

  这是国家网格的门户网站,国家网格是国家843计划重大专项支持的中国国家网格,北方主节点是在我们中心,南方节点在上海计算中心。其他还有大学、地区级的节点。支持了很多超级计算的应用。包括像上海生命科学院,大气所他们有大量的数据要到数据中心进行计算。我们都通过CNGI网络进行支持。

  这是科学数据网格,是中国科学院科学数据库,提供科学数据服务,有17个T,主要支持一些数据B级的应用,对数据传输的话要求非常高。

  这是北京同步辐射装置BSRF,16条光束线和实验站,开放的大型公用科学设施。凝聚态物理、材料科学、划分、生命科学、资源环境及微电子,提供一些数据支持。每年科研试验上千次,超过三百个课题组。我们进行了一个远程的控制,科学家可以在异地可以操作这个设备,提高了研究效率。并且做试验操作过程当中,数据可以传到本地去,可以进行数据的处理。

  还有一个比较有特色的应用,就是网络化望远镜。这个应用已经在前期的太原工程测轨作出贡献。实际上通过高速网络将不同地点的望远镜连接起来,这个望远镜的距离越远,分辨率越高。如果在新疆的南山,在昆明、北京、上海,有四台望远镜,如果连接起来,这个望远镜带宽要求非常高,带宽越高,分辨率越高。如果地球上面看月球上面的话,可以量姚明的身高了。

  数据传输的话,在今年上海做试验的时候,是中国、日本和澳大利亚三个国,六台望远镜,进行联网,在这个过程当中,这样大数据量的传输,并且在一个共享的网络下面做的话,是非常不容易的。里面要克服很多的困难。是一个长距离的高带宽的传输,对BGP的要求非常高。实际上里面有很多的工作要做。

  这是一个物种远程鉴定系统,主要用于海关和动物组织之间。海关发现的话,不能辨别是害虫还是什么的东西,要通过显微镜和视频会议系统连接起来,同时连接到动物所,跟他们面对面,鉴定这个物种。现在已经有应用了。

  还有比较特色的应用,中国地震局地震传感器网络。包括这么几块,第一是研制IPv6的地震传感器的设备,把这些设备部署成一个IPv6的网络,最终通过一些软件的话,能计算出地震震度的云彩图。

  这是基于CNGI的地理信息系统的应用,基于地理系统在上面开展丰富多彩的应用。

  这是研究生院空中课堂的应用。现在有600多门的学术前沿的讲座和优秀课程,有4万余名学生、800余名教师在上面技术应用。

  还有科普博览,包括大熊猫的直播,还有今年日全食的直播,效果非常明显。

  总结,CNGI科研机构驻地网建设项目,是CNGI整体规划的要求,也是科研信息化建设对下一代互联网的必然需求。

  这个项目为科研领域重大项目和关键应用提供下一代互联网的基础设施,带动起一批有价值的有前瞻性的科研应用。

  科研应用特殊而巨大的需求促进了下一代互联网技术的进步与应用的创新。包括刚才说的长距离的海量数据的传输这一块,实际上有很多东西需要研究的。

  驻地网大量选用了国产设备,可以验证国产设备对IPv6的支持能力,促使设备生产厂家改进对网络应用的支持。为各参加单位在IPv6网络规划、建设、运维及应用方面培养了大批人才。

  科研单位IPv6内网建设需要进一步支持。三层交换机、安全系统(防火墙)、域名系统、常用应用软件,特殊应用系统,实际上对IPv6的支持还不够的。尤其与硬件结合紧密的系统的话,还需要对IPv6的开发进行一些升级。应用是IPv6的推动力,如何开发普及支持IPv6的应用,如何吸引应用向IPv6转移当前面临的共同难题。

  我的报告到这里,谢谢大家!

(责任编辑:张笑)

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