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Innovative Netzwerktechnologien

 

LHCOPN

 

Einleitung

Das LHCOPN ist ein 10Gbit/s sternförmig aufgebaute Netzinfrastruktur, die die weltweit verteilten Tier-1 Zentren mit CERN (Tier-0) verbindet. Diese Infrastruktur ist primär zum Transport der ca. 12 PetaByte/Jahr umfassenden Daten des LHC Projektes zu den Tier-1 Zentren aufgebaut. Redundanzen innerhalb des LHCOPNs sind aufgebaut um Verbindungsausfälle abzufangen und inter Tier-1 Kommunikation zu ermöglichen.

 

Historie

o   Erste Verbindung GridKa - CERN

Das Steinbuch Center for Computing (ehemaliges IWR des Forschungszentrums Karlsruhe) ist seit der ersten Stunde einer der Partner des kollaborativen Netzwerkes LHCOPN. Bereits seit dem ersten LHCOPN Treffen in Amsterdam (März 2003) nimmt das SCC aktiv an der Planung, Entwicklung und dem kontinuierlichen Ausbau teil. Gemeinsam mit dem DFN (Deutsches ForschungsNetz) wurde im November 2002 die erste Verbindung zwischen GridKa (deutsches Tier-1) und CERN (Tier-0) über eine 1Gbit geroutete Infrastruktur des DFNs (G-Win) im in Betrieb genommen.

 

o   Layer-2 Evaluierungsprojekt

Weiterhin wurde  im Rahmen des DataTAG Projektes zwischen November 2003 und Februar 2004 eine Layer-2 Triangel zwischen CERN, GridKa und CNAF aufgebaut und betrieben. In diesem Testbed wurde ein Layer-2 Netz evaluiert, das mehrere Tier-1/0 Zentren über ein VLAN miteinander verbindet. 

Der Aufbau des Netzwerkes gestaltete sich relativ aufwendig, da hierfür über die Grenzen Nationaler Forschungsnetze hinaus durch MPLS stitching Layer-2 Verbindungen hergestellt und unterhalten werden müssen.

Allerdings wurde in der Übertragungsgeschwindigkeit (Latenz, sowie Verbindungsaufbau) kein Gewinn festgestellt, weshalb Layer-2 Netzwerke, die mehrere Tier-1/0 Zentren in eine Domain zusammenfassten, nicht mehr weiterverfolgt wurden.

 

o   Verschiedene Ausbaustufen

Im Oktober 2004 wurde der erste Schritt zum 10Gbit/s Ausbau der LHCOPN Infrastruktur von GridKa getan. Hierzu wurde über den auf 10Gbit/s ausgebauten Backbone des DFNs (X-Win) eine ebenfalls geroutete Verbindung aufgebaut. Zirka eineinhalb Jahre später im März 2006 wird über eine Lichtwellenlänge (Lambda) eine Punkt zu Punkt (Layer-2) Verbindung zwischen GridKa und CERN  realisiert. Wobei jedoch der geroutet 10Gbit/s X-Win Uplink erhalten blieb, der für den Datenaustausch zu den „deutschen“ Tier-2 zur Verfügung steht.

 

  Heutige Ausprägung

o   Infrastruktur

Im aktuellen Ausbau des LHCOPN am SCC werden mit 4*10Gbit/s Leitungen Punkt zu Punkt Verbindungen zwischen GridKa und CERN, FR-CCIN2P3, NL-T1 sowie zu IT-INFN-CNAF unterhalten. Neben dem LHCOPN ist das Projekt GridKa über ein 10Gbit/s Anschluss in das Layer-3 Netzwerk X-Win des DFNs eingebunden. Über diese Verbindung können die vornehmlich deutschen Tier-2/3 Zentren Daten mit dem Tier-1 Zentrum GridKa austauschen. Darüber hinaus werden zwei weitere direkte 1Gbit Verbindungen zu den europäischen Zentren FZU (Prag) in der Tschechischen Republik, sowie den Polnischen Zentren in Warschau, Krakau und Poznan unterhalten.

 

Insgesamt verbindet das LHCOPN die an der LHC Kollaboration beteiligten Tier-1 Zentren mit CERN (Tier-0), darüberhinaus sind diverse Redundanzen in das Netz integriert, so dass auch bei einem Ausfall einer Verbindung das Tier-1 Zentrum nicht isoliert sein wird.

o   Routing Protokolle

Wie in der folgenden Skizze dargestellt wird das Routing des LHCOPNs mittels des Protokolls BGP realisiert. Die BGP Routing Informationen sind in RIPE hinterlegt.