Supercalcolo e connettività di SRT
Il progetto Cybersar
Il Sardinia Radio Telescope si avvale di una potente infrastruttura di supercalcolo e di rete. Il sito SRT è infatti uno dei poli High Performance Computing HPC del progetto Cybersar. Il progetto ha avuto un primo finanziamento nel 2006 con un PON MIUR e nasce dalla collaborazione tra INAF, INFN, Università di Cagliari e Sassari, CRS4, Nice SRL e Tiscali, riuniti nel Consorzio Cosmolab recentemente ribattezzato Consorzio Cybersar. Il progetto prevede l' installazione di cluster HPC in ciascuna delle sedi dei membri del consorzio, e la loro interconnessione attraverso una rete cablata in fibra ottica. Ciascun polo di calcolo sarà sede di un apparato attivo in tecnologia DWDM, in grado di instradare il traffico verso l'apparato di centro stella situato a Sa-Illetta (Tiscali). Queste tecnologie innovative, insieme all'utilizzo di una rete dedicata, permettono un elevato throughput che annulla i colli di bottiglia associati alla connettività di rete rispetto all' I/O su disco locale, aumenta le performances di I/O su disco con l'utilizzo di filesystem distribuiti e consente ai poli di calcolo geograficamente distanti di operare come un singolo cluster fisico.
Il cluster Cybersar OAC
La creazione di una Virtual Organization VO Cybersar e l'installazione del middleware grid g-Lite comune su un sottoisieme di nodi di calcolo di ciascun polo rende accessibili le risorse agli utenti del consorzio che sviluppino e/o portino i loro applicativi in ambiente grid. La policy di accesso è regolata con un sistema di certificazione tramite le Registration Authority definite dal Consorzio, mentre la sottomissione dei job è regolata da un software di gestione delle code batch comune ai poli, che riserva in ogni caso l'accesso prioritario agli utenti locali di ciascuna sede. Il numero di nodi di calcolo allocati alla grid per ciascun polo è definito localmente, il Consorzio deve comunque garantire che il 25 % delle risorse di calcolo complessive sia destinato al funzionamento in modalità grid. Le risorse di calcolo HPC parallelo, distribuito o genericamente non grid di ciascun polo sono destinate agli applicativi locali, con policy di accesso all'utenza definite sede per sede.
I due cluster in carico all' INAF sono stati acquistati e installati presso la sede OAC in attesa del completamento della stazione SRT. L'installazione dei due cluster ha richiesto un notevole sforzo tecnico sia in termini di progettazione architetturale dei cluster, sia in termini di progettazione dell'infrastruttura necessaria ad accoglierli, sollevando problemi di dimensionamento degli impianti, di carico sui solai, di raffreddamento autonomo dei rack e, fondamentale nel caso del cluster destinato ad SRT, di schermatura dell' antenna rispetto alle RFI generate dal cluster stesso.
Il polo di calcolo che sarà installato nella sede di SRT è costituito da:
- 60 server di calcolo IBM x3550-7978CTO dual proc/quad core per un totale di 480 core;
- 34.8 TB di spazio disco aggregato;
- 960 GB di RAM aggregata (2GB/core);
- 2 schede Gbps ethernet + 1 scheda Infiniband 10 Gbps per ogni server;
- 2 nodi di management x3655;
- 2 nodi di storage x3655 a gestire 12 TB di spazio disco;
A questo si aggiunge il cluster OAC, già in produzione:
- 75 server di calcolo IBM x3455 dual proc/dual core per un totale di 300 core;
- 37.5 TB di spazio disco aggregato;
- 664 GB di RAM aggregata (2 o 4 GB/core);
- 3 schede Gbps ethernet per ogni server + 1 scheda Infiniband 2.5 Gbps su 7 server;
- 2 nodi di management IBM x3655;
- 3 nodi di storage IBM x3655 a gestire 12 TB di spazio disco.
Il cluster SRT sarà destinato esclusivamente all'acquisizione e al processing dei dati osservativi, quindi la quota richiesta dal Consorzio per la grid verrà garantita dai nodi di calcolo del cluster OAC. In linea di principio il cluster SRT metterà a disposizione degli astronomi locali e degli ospiti i principali tools standard di riduzione dati acquisiti in modalità single dish, offrendo quindi la possibilità di effettuare un preprocessing immediato, e l'opportunità di modificare e affinare i parametri dell' osservazione per ottimizzare il tempo di telescopio assegnato. Non si esclude a priori che per alcuni applicativi si possa operare un porting in ambiente grid, che permetterebbe all'utente di beneficiare delle risorse di calcolo complessive del Consorzio.
Il collegamento di SRT alla Rete Telematica Regionale della Ricerca e al GARR
Il collegamento di SRT e del Polo HPC Cybersar alla rete pubblica si avvale del supporto dalla Regione Autonoma della Sardegna nell'ambito del progetto di realizzazione della Rete Telematica Regionale (RTR). Il progetto RTR prevede l'acquisizione e/o la realizzazione di tratte in fibra ottica spenta illuminate con apparati attivi di ultima generazione, che consentirà di raggiungere molti centri della Sardegna (seguendo un percorso grosso modo parallelo alla fascia costiera e alle grosse arterie stradali) con un collegamento internet a larga banda. Una parte del fascio di fibre ottiche verrà destinata esclusivamente agli Enti di Ricerca pubblici e privati, a costituire la Rete Telematica Regionale della Ricerca (RTR-R). Questa rete includerà anche la Rete Cybersar e collegherà SRT col mondo esterno. La RTR (e quindi la RTR-R e la Rete Cybersar) verrà infatti interfacciata con la rete GARR, che da parte sua prevede anche un potenziamento del nodo. Dagli attuali 155Mbps sull' unico nodo backbone di Cagliari, si passerà ai 10 Gbps su due nodi (Cagliari – Sa Illetta e Olbia). I due nodi saranno quindi collegati tra loro attraverso la nuova RTR e alla rete GARR nazionale sulle tratte Cagliari-Mazara del Vallo e Olbia-Civitavecchia, con una ulteriore magliatura Cagliari-Olbia, attraverso cavi sottomarini in fibra ottica realizzati e posati a cura del Consorzio Janna.
La Rete Cybersar
La larghezza di banda prevista (multipli di 10Gbps), le specifiche computazionali del cluster e le risorse complessive del Consorzio Cybersar aumentano ulteriormente le potenzialità di acquisizione e analisi dati di SRT, consentendo di effettuare osservazioni e-VLBI anche in real time. Si prevede quindi di dotare il cluster SRT anche di un correlatore software.
Il collegamento JANNA-GARR
I test condotti finora sul correlatore australiano DiFX (uno dei più evoluti, già installato sul cluster Cybersar OAC) mostrano che attualmente questi correlatori non sono sufficientemente maturi e standardizzati per entrare in produzione ed essere pienamente competitivi con i correlatori hardware. Tuttavia si tratta di un investimento molto promettente per il futuro tenendo conto del grande numero di correlatori attualmente in sviluppo in varie sedi e considerato che alcuni di essi sono pensati specificamente per gli ambienti grid (e che lo stesso correlatore DiFX si presta ad un porting) e quindi potrebbero sfruttare pienamente le caratteristiche specifiche del cluster SRT e le risorse hardware e di rete del progetto Cybersar.