Aktualności
2011-03-23
CzestMAN liczy na chmury
Miejska Sieć Komputerowa w Częstochowie.

MSK CzestMAN powstała w 1994 r. na mocy porozumienia rektorów czterech uczelni wyższych w Częstochowie. Głównym celem MSK CzestMAN jest zaspokajanie rosnących potrzeb środowiska naukowo-edukacyjnego Częstochowy w zakresie dostępu do nowoczesnych usług informacyjnych, obliczeniowych, Internetu oraz uczestnictwa w pracach naukowych i badawczych wykonywanych wspólnie z ośrodkami krajowymi i zagranicznymi.

Jednostką wiodącą w zakresie budowy, utrzymania i rozwoju sieci oraz jej operatorem jest Politechnika Częstochowska. Organem doradczym w sprawach funkcjonowania i rozwoju sieci jest Rada Użytkowników MSK CzestMAN. Obecnie w jej skład wchodzą reprezentanci Politechniki Częstochowskiej, Akademii Jana Długosza, Akademii Polonijnej oraz Urzędu Miasta Częstochowy. Użytkownikami MSK CzestMAN są także instytucje spoza sfery nauki i edukacji.

MSK CzestMAN w chwili obecnej posiada 7 węzłów głównych i 10 pomocniczych, połączonych siecią światłowodową w kanalizacji dzierżawionej (4,5 km) oraz własnej (13,5 km). W sieci użytkowane są 3 odcinki radiolinii w paśmie licencjonowanym o łącznej długości 24 km. W warstwie transmisyjnej jest jednolicie stosowany protokół Ethernet na łączach o przepływności 1 – 10 Gb/s.

Jako ogniwo Ogólnopolskiej Sieci Optycznej PIONIER i członek Konsorcjum PIONIER, MSK CzestMAN stanowi integralny element ogólnopolskiej infrastruktury informatycznej nauki, aktywnie uczestnicząc w przedsięwzięciach podejmowanych przez Konsorcjum. Wśród najnowszych wspólnych przedsięwzięć tego typu wymienić należy inicjatywy zmierzające do wdrożenia dla potrzeb społeczności akademickiej i naukowo-badawczej nowych usług o zasięgu ogólnokrajowym. Przykładem tych inicjatyw są projekty PLATON oraz NewMAN.

MSK CzestMAN świadczy usługi obliczeniowe, umożliwia rozwój lokalnych serwisów www, serwisów baz danych iserwisów bibliotecznych. Zapewnia szybki dostęp do krajowych i zagranicznych centrów komputerów dużej mocy. Umożliwia udział zespołów badawczych zróżnych ośrodków naukowych we wspólnych projektach badawczych, między innymi w dziedzinie klastrów obliczeniowych, technologii gridowych oraz obliczeń równoległych i rozproszonych.

Plany rozwoju MSK CzestMAN uwzględniają również potrzeby środowiska samorządowego. Jego potrzeby w zakresie archiwizacji danych z moni- toringu miasta uwzględniono podczas realizacji projektu badawczego rozwojowego pn. „Krajowy Magazyn Danych”, ukierunkowanego na stworzenie ogólnokrajowego, rozproszonego systemu archiwizacji danych. System ten wkolejnych latach będzie świadczył usługi głównie dla potrzeb środowiska akademickiego i naukowego, ale również jednostek samorządowych czy też docelowo małych i średnich przedsiębiorstw. Projekt  realizowało 8  jednostek MAN iKDM, w tym Politechnika Częstochowska.

Wchwili obecnej do Miejskiej Sieci Komputerowej CzestMAN w Częstochowie dołączone są sieci lokalne największych wyższych uczelni często- chowskich: Politechniki Częstochowskiej, Akademii im. Jana Długosza, Akademii Polonijnej, Wyższej Szkoły Lingwistycznej, Wyższej Szkoły Zarządzania,  sieci LAN Urzędu Miasta Częstochowy oraz sieci LAN kilku liceów ogólnokształcących Częstochowy. Planowane jest dołączenie kolejnych jednostek.

Jednym z głównych kierunków działalności naukowo-badawczej prowadzonej wspólnie przez Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Politechniki Częstochowskiej oraz MSK CzestMAN  jest przetwarzanie równoległe i rozproszone, atakże klastry i technologie gridowe. Dużym osiągnięciem w tej dziedzinie było zaprojektowanie i zbudowanie od podstaw wlatach 2000-2004 klastra komputerów PC, będącego innowacyjną platformą programowo-sprzętową dla badań iwdrażania zaawansowanych aplikacji obliczeniowych. Klaster ten otrzymał nazwę ACCORD (Academic Cluster of Częstochowa fOr Research and Development) i charakteryzował się dużym stopniem heterogeniczności ze względu na wykorzystanie zarówno architektury 32-bitowej, jak i 64-bitowej oraz procesorów firm AMD i Intel, a także różnych technologii sieciowych – FastEthernet, Gigabit Ethernet, Myrinet. Heterogeniczność klastra pozwala na badanie wpływu architektury elementów składowych na wydajność obliczeniową systemu oraz obserwacje zależności wydajności algorytmów od platformy sprzętowej.

Klaster ACCORD powstał wysiłkiem zespołu kierowanego przez prof. dr hab. inż. Romana Wyrzykowskiego. Był kilkakrotnie rozbudowywany przy wykorzystaniu najnowszych na daną chwilę rozwiązań sprzętowo-programowych. Na podkreślenie zasługuje fakt, że był to drugi klaster obliczeniowy w Polsce, zbudowany tylko kilka miesięcy później niż klaster w Centrum Obliczeniowym TASK wGdańsku. W odróżnieniu jednak od rozwiązania w TASK, w klastrze ACCORD zastosowano najwydajniejszą w tym czasie technologię sieciową Myrinet. Z kolei wdrugiej generacji klastra po raz pierwszy w skali naszego kraju wykorzystano węzły SMP oparte na procesorach firmy AMD. Należy również zwrócić uwagę, że projekt drugiej i trzeciej generacji klastra ACCORD był autorskim rozwiązaniem, charakteryzującym się znaczną oryginalnością. Do budowy drugiej i trzeciej generacji klastra, zamiast gotowych serwerów dostarczanych przez firmy komputerowe, jak ma to miejsce w konwencjonalnych rozwiązaniach, wykorzystano zbiór oddzielnie wyselekcjonowanych komponentów, które zostały w specjalny sposób rozmieszczone w szafach teleinformatycznych, z uwzględnieniem ergonomii, parametrów temperaturowych, możliwych zakłóceń i ograniczeń technologicznych.

Wostatnim okresie zrealizowana został także rozbudowa instalacji sprzętowej o serwery kasetowe wykorzystujące wielordzeniowe  procesory najnowszej generacji  Cell firmy IBM oraz procesory graficzne firmy NVIDIA. Charakteryzujące się one nietradycyjną architekturą idla szeregu aplikacji umożliwiają osiągnięcie znacznego przyspieszenia obliczeń w porównaniu z bardziej klasycznymi rozwiązaniami procesorów firm Intel i AMD. Ich efektywne wykorzystanie wymaga jednak opanowania irozwoju nowych technologii programistycznych i ich zastosowania do optymalizacji wykonania poszczególnych aplikacji. Przykładem autorskiego opra- cowania z zakresu bezpieczeństwa przesyłania danych  w sieciach rozległych była aplikacja do wysokowydajnego szyfrowania danych z kluczem prywatnym, wykorzystująca algorytm AES. Zaproponowane i wdrożone metody optymalizacji wykonania tego algorytmu wprocesorze Cell umożliwiły osiągnięcie wydajności szyfrowania wynoszącej ponad 12 Gb/s dla trybu Counter Mode (CTR). Z kolei, znaczną poprawę kluczowych parametrów charakteryzujących odporność rozproszonych systemów składowania danych na awarie umożliwia wdrożenie  wyników uzyskanych wobszarze wydajnej implementacji kodów nadmiarowych typu „erasure codes” zarówno dla procesorów Cell, jak iprocesorów graficznych.

Wraz z innymi członkami konsorcjum PIONIER, sieć CzestMAN aktywnie uczestniczy w realizacji projektów PLATON oraz NewMAN. W szczególności, wramach usługi kampusowej U3 zespól CzestMAN, wraz z  Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym,  koordynuje budowę pierwszej polskiej chmury obliczeniowej dla potrzeb krajowego środowiska naukowo-akademickiego. Usługa ta  będzie realizowana woparciu o innowacyjną infrastrukturę obliczeniowo-usługową o zasięgu ogólnokrajowym, złożoną z ok. 1500 procesorów wielordzeniowych uzupełnionych oakceleratory graficzne. Stworzona infrastruktura dostarczy szerokiemu gronu użytkowników ze środowiska akademickiego i naukowo-badawczego specjalistycznych aplikacji na żądanie, zarówno w systemie MS Windows, jak iLinux, z uwzględnieniem wymagań ipotrzeb konkretnych grup zawodowych wtych środowiskach.


prof. Roman Wyrzykowski