Кіріспе

Энергия ғылымдарының желісі (ESnet) – АҚШ Энергетика министрлігінің (DOE) ғалымдары мен олардың бүкіл әлемдегі серіктестеріне қызмет ететін жоғары жылдамдықты компьютерлік желі. Оны Лоренс Беркли ұлттық зертханасының қызметкерлері басқарады. Бұл желіге 40-тан астам DOE Office of Science зертханалары мен ғылыми-зерттеу орталықтары тікелей қосылған. ESnet желісі сондай-ақ ғылыми және коммерциялық желілерді байланыстырады, бұл DOE зерттеушілеріне әлемдік ғалымдармен ынтымақтастық құруға мүмкіндік береді.

Шолу

Энергия ғылымдарының желісі (ESnet) – Ғылым басқармасының желілік пайдаланушылық құрылысы болып табылады, ол ірі ғылыми зерттеулердің қажеттіліктері үшін деректерді тасымалдау мүмкіндіктерін ұсынады. 1986 жылы құрылған ESnet, бұрынғы HEPnet (жоғары энергиялық физика үшін) және MFEnet (магниттік синтез энергиясын зерттеу үшін) деп аталған DOE желілік жобаларының қызметтерін біріктірді. ESnet ғылыми есептеулер зерттеу бағдарламасымен басқарылады, оны Лоуренс Беркли ұлттық зертханасының ғылыми желілік бөлімі басқарады және DOE ғылыми миссиясын іске асыруға қолданылады. ESnet DOE ұлттық зертханалар жүйесін, ондаған басқа DOE нысандарын, сондай-ақ әлемдегі ғылыми және коммерциялық желілерді байланыстырады, бұл DOE зертханалары мен елдегі академиялық мекемелердегі ғалымдарға деректер ағындарын беруге және нақты уақытта қашықтан зерттеу ресурстарын пайдалануға мүмкіндік береді. ESnet ұлттық зертханаларға, ірі ғылыми бірлестіктерге және DOE ғылыми қауымдастығына қажетті желілік инфрақұрылым мен қызметтерді ұсынады. ESnet қызметтерінің мақсаты – ғалымдарға АҚШ-та және 2014 жылдың желтоқсанынан бастап Еуропадағы әртүрлі зерттеу салаларында ынтымақтастық орнату үшін кең жолақты байланыс ұсыну болып табылады. ESnet деректеріне сәйкес, 1990-2019 жылдар аралығында орташа трафик көлемі әр 47 ай сайын 10 есеге өскен. 2009 жылы ESnet Американдық зерттеу және қалпына келтіру актісінен (ARRA) DOE Ғылым басқармасынан 62 миллион доллар қаржыландыру алды, бұл деректерге толы ғылымның жаңа дәуірінде зерттеулерді жүргізуге қажетті қолдау көрсету үшін инфрақұрылымына инвестиция салуға мүмкіндік берді. ESnet5 – ESnet-тің бесінші буын желісі – 2012 жылдың қарашасында іске қосылды, ол DOE зерттеу орталықтарына кең жолақты қолжетімділікті ұсынады. Қазіргі уақытта ESnet ESnet6 деп аталатын келесі буынды жаңарту жұмыстарын жүргізіп жатыр.

Қазіргі желі конфигурациясы (ESnet 5)

2011 жылдың қазан айында ESnet өзінің 100 Гбит/с магистральдық желісін іске қосты, ішкі жүйеде ESnet 5 деп аталады. Бұл желі DOE ұлттық зертханалар жүйесінің барлығына, оның суперкомпьютерлік орталықтарына және негізгі ғылыми құралдарына ESnet-тің бұрынғы буынына қарағанда 10 есе жылдам қызмет көрсетеді. ESnet Америка университеттері мен ғылыми-зерттеу институттарын байланыстыратын Internet2 желісімен серіктестік құрды, екі ұйымның тиісті қауымдастықтарының игілігі үшін ортақ пайдаланатын жаңа, жоғары масштабты оптикалық инфрақұрылым арқылы 100 Гбит/с желісін іске қосты. Жоба 2009 жылы Американың экономиканы жаңғырту және инвестициялау жобасының 62 миллион долларымен қаржыландырылды. Advanced Networking Initiative деп аталған Gbit/s желісі DOE суперкомпьютерлік құрылымдары арасындағы кеңейіп келе жатқан деректер қажеттіліктерін қамтамасыз етуге бағытталған жоба болды. 2014 жылдың желтоқсанында ESnet төрт жаңа жоғары жылдамдықты трансатлантикалық байланыстарды іске қосып, өз мүмкіндіктерін кеңейтті, бұл Американың ұлттық зертханалары мен университеттерінің ғалымдарына Үлкен адрондық коллайдерден (LHC) және Еуропадағы басқа да ғылыми орталықтардан алынған ғылыми деректерге аса жылдам қол жеткізуге мүмкіндік берді. ESnet-тің Атлантикалық мұхитын байланыстыратын кеңейтуі секундына 340 гигабит (Gbit/s) жалпы сыйымдылықты қамтамасыз етеді және ғылыми ынтымақтастыққа қызмет етеді. Жаңа инфрақұрылымның сенімділігін арттыру үшін ESnet жабдықтары Еуропадағы 100 Гбит/с арналған GÉANT пан-Еуропалық желілік ұйымы арқылы өзара байланысады. Жаңа трансатлантикалық байланыстар Харви Ньюман басшылық еткен Калифорния технология институты мен CERN арасындағы ынтымақтастық LHCNet-тің жетістігіне негізделген.

ESnet6

ESnet-тің ESnet6 жаңа буыны DOE зерттеу қауымдастығына дерек көлемінің артуымен күресуге көмектесу үшін жолақты кеңейту, икемділікті арттыру және деректерді жылдам беру мүмкіндіктерін ұсыну арқылы жасалған. 2023 жылдың басында аяқталуы күтілетін ESnet6 жаңа бағдарламалық қамтамасыз етуге негіделген желі дизайнымен жабдылатын болады, ол жаңа инновацияларды жылдам ойлап табу, сынау және енгізу қабілетін жақсартады. Дизайнға мыналар кіреді: ESnet-тің арнайы талшықты-оптикалық кабель магистралінде орналастырылған оптикалық, негізгі және қызметтік жиек жабдықтары. Жоғары жылдамдықта деректерді тасымалдауды жеңілдету үшін бағдарламаланатын қызметтік жиекпен үйлесімді, кеңейтілген коммутациялық өзекті архитектура. ESnet5-ке қарағанда сегіз есеге дейін артық сыйымдылыққа ие 100-ден 400 Гбит/с дейінгі оптикалық каналдар. Желінің үздіксіз, 24/7/365 жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін желіні бақылау және өлшеу қызметтері. Желіні қорғауға, оған қосылған сайттарға көмектесуге және кибершабуыл жағдайында құрылғыларды қорғауға арналған киберқауіпсіздік мүмкіндіктері.

ESnet-тің марапаттары мен марапаттары

2015 жылғы Энергетика министрінің жетістік сыйлығы: Энергетика министрі Эрнест Мониз On demand Secure Circuits and Reservation System (OSCARS) жүйесін жасағаны үшін марапатталды. Министрлік құрмет сыйлықтары – департаменттің ақшалай сыйлықтан басқа қызметкерлерді мойындауының ең жоғары нысаны. 2015 жылғы CENIC желілік инновациялар сыйлығы: 100 Gigabit Software Defined Networking (100G SDN) сынақ ортасы үшін берілді. 2012 жылғы InformationWeek-тің үздік 10 мемлекеттік ИТ инноваторы: ESnet төрт жылдың ішінде екінші рет Advanced Networking Initiative бағдарламасы аясында қаржыландырылған және 2012 жылдың қарашасында толық өндіріске енгізілген жаңа 100 гигабит/секундық ұлттық желісі үшін мойындалды. 2012 жылғы Fierce Innovators: Қараша айында өндіріске енгізілген 100 гигабит/секундық ұлттық желіні іске қосуға жауапты ESnet5 іске қосу тобы, ерекше инновациялық жұмыстар жасаған федералдық қызметкерлер мен командалардың бірінші жылдық "Fierce 15" тізіміне енді. 2011 жылғы Internet2 IDEA сыйлығы: ESnet-тің екі жобасы IDEA (Internet2 Driving Exemplary Applications) сыйлығын алды. Internet2 Chin Guok басшылығымен, Evangelos Chaniotakis, Andrew Lake, Eric Pouyoul және Mary Thompson қатысқан ESnet тобы жасаған OSCARS (On Demand Secure Circuits and Advance Reservation System) жүйесін мойындады. ESnet-тің MAVEN (Networks желісімен тұтынылатын энергияны бақылау және визуализациялау) тұжырымдық прототипі студенттік категорияда IDEA сыйлығымен марапатталды. 2009 жылғы InformationWeek-тің үздік 10 мемлекеттік ИТ инноваторы: On Demand Secure Circuits and Reservation System (OSCARS) жүйесін жасағаны және іске қосқаны үшін марапатталды. 2019 жылғы Excellence.Gov сыйлығы: Технологияны пайдаланудағы жетістіктері үшін марапатталды. Excellence Gov сыйлығы Industry Advisory Council (IAC) ынтымақтастық және трансформация тобының қолдауымен федералдық үкіметтің ақпараттық технологиялар (IT) жобаларын мойындайды.