El Port d’Informació Científica participa en las pruebas a gran escala del Grid del LHC

El 10 de septiembre de 2008 se ponía en marcha el acelerador de partículas LHC (Gran Colisionador de Hadrones) y su gigantesca Grid de tratamiento de datos WLCG (Worldwide LHC Computing Grid Project). Catorce días después una avería obligaba a suspender su funcionamiento. Ahora, tras meses de preparación, se ha llevado a cabo el Ejercicio de Gran Escala STEP’09, dos semanas de experimentos que han concluido con éxito y que permitirán la reanudación de las operaciones en unos meses.

Las pruebas realizadas en conexión con el Port d’Informació Científica (PIC), uno de los 11 centros de primer nivel del proyecto, han arrojado resultados estables con rendimientos récord. El PIC está situado en el campus de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), una de las cuatro instituciones que lo integran (junto al DEiU de la Generalitat de Catalunya, el CIEMAT y el IFAE).

Durante dos semanas se ha realizado ininterrumpidamente la operación a gran escala de la cadena entera de transmisión de datos: desde los detectores en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas CERN cerca de Ginebra (Suiza) hasta los miles de físicos alrededor del mundo que analizan los datos en busca de los orígenes de nuestro Universo.

En este período, se han batido récords de todo tipo: velocidad de toma de datos, de importación y exportación de datos entre centros Grid, así como de ejecución simultánea de enormes cantidades de trabajos de análisis, simulación y reprocesamiento –el experimento ATLAS, por ejemplo, ha ejecutado cerca de 1M de trabajos de análisis y conseguido 6GB/s de “tráfico Grid” sostenido durante semanas enteras. En este sentido, la red óptica específica para LHC que transporta datos entre el CERN y los 11 centros de primer nivel alrededor del mundo, denominados Tier-1 y entre los que se halla el PIC, ha demostrado su capacidad, tanto en rendimiento como en fiabilidad.

Durante STEP’09 se llevaron a cabo pruebas a gran escala de escenarios de análisis de usuarios finales, con el apoyo de grupos de expertos en aplicaciones y Grid, entre ellos los del PIC, y de grupos de investigación del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Institut de Física d’Altes Energies de Barcelona (IFAE) y las Universidades Autónoma de Barcelona, Autónoma de Madrid, de Barcelona y de Santiago de Compostela. En España, la conexión del PIC se realiza a 10 Gbps gracias a la colaboración de la Anella Científica, RedIRIS y la red académica europea GEANT. La transmisión de datos a los otros centros en España se ha realizado a través de la red académica RedIRIS10 con excelentes resultados.

Gonzalo Merino, investigador del CIEMAT y responsable del centro Tier-1 en el PIC, ha definido el ejercicio STEP’09 como ”una experiencia muy valiosa, ya que se han operado todos los flujos de datos a una escala sin precedentes, similares a las que esperamos durante la toma de datos reales. El Tier-1 en el PIC ha dado un servicio muy estable y robusto a niveles de rendimiento récord: intercambiando hasta 80 Terabytes al día con otros centros WLCG en España, Portugal y el resto del mundo y procesando datos a más de 2 Gigabytes por segundo. Esto nos hace confiar en que los centros españoles de WLCG están preparados para el inicio del LHC”.

Xavier Espinal, investigador del IFAE y experto del detector de ATLAS en el PIC, considera que durante el STEP’09 se alcanzaron “excelentes eficiencias en las transferencias y el análisis de datos. Merece una mención especial el rendimiento conseguido durante el reprocesado de datos (actividad principal del Tier-1) donde doblamos los objetivos marcados por el experimento ATLAS".

"De los 7 centros Tier-1 que utiliza el detector CMS, el PIC ha obtenido uno de los mejores resultados en todas las pruebas programadas. La lectura masiva de datos archivados en cinta magnética se ha realizado al triple del objetivo (150 MBytes/s), y se han transferido datos a más de 400 MBytes/s de forma sostenida” añade Josep Flix, investigador del CIEMAT y experto del experimento CMS en el PIC.

33 países, 140 centros de proceso de datos

El WLCG combina los recursos IT (Tecnologías de la Información) de más de 140 centros de proceso de datos, resultado de una colaboración entre 33 países. Para lograr presentar estos centros de manera coherente a los experimentos del LHC, se utilizan servicios de infraestructura Grid, por ejemplo del proyecto EGEE (Enabling Grids for E-sciencE) co-financiado por la UE y del proyecto OSG (Open Science Grid) co-financiado por el gobierno de EEUU.

Bob Jones, director del proyecto EGEE ha indicado que “este logro tan significativo es una valiosa prueba de la madurez de la infraestructura de EGEE y su capacidad para interactuar con las principales infraestructuras Grid en otras partes del mundo. En el actual contexto de transición del proyecto EGEE a una infraestructura europea Grid a largo plazo (EGI en sus siglas inglesas), resulta esencial garantizar la continuidad de este nivel de servicios a los usuarios, incluyendo importantes comunidades científicas como la de la Física de Altas Energías y en particular la del LHC”.

Para ello será imprescindible una estrecha colaboración en cada país entre los participantes en grandes proyectos internacionales de investigación y las emergentes Infraestructuras Grid Nacionales (NGI en sus siglas inglesas) que se coordinarán en Europa a través de EGI. En España, la Red Española de E-ciencia, financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación, está impulsando la creación de la NGI española. El PIC y los otros centros WLCG españoles participan en la Red Española de E-Ciencia.

“Los experimentos del LHC son grandes consumidores de ancho de banda, que requieren un entorno de operación muy fiable y con unos requisitos muy exigentes de monitorización y soporte dedicado” explica Esther Robles, Coordinadora del Area de Red de RedIRIS, la red académica y de investigación española. “El éxito alcanzado durante STEP09 pone de manifiesto la madurez de RedIRIS10. La evolución de la red en la que estamos trabajando con RedIRIS-NOVA, infraestructura de red basada en fibra oscura, se está diseñando pensando en las necesidades a 40Gbps y 100Gbps que en el corto y medio plazo tendrán estos proyectos de computación GRID".

Miquel Huguet, director del CESCA (Centre de Supercomputació de Catalunya), explica: “Con la tercera renovación tecnológica de la Anella Científica, llevada a cabo ahora hace un año, se ha dado soporte a nuevas funcionalidades. Un aspecto muy importante, además, son las nuevas modalidades de conexión, que ofrecen un amplio abanico de posibilidades que llegan hasta los enlaces de 10 Gbps para proyectos especiales, como el del LHC en el PIC. En este sentido, proyectos como el LHC demuestran que hoy en día la Anella Científica es una infraestructura capaz de soportar las elevadas exigencias de la investigación internacional de primer nivel”.