VIOLA: Vertically Integrated Optical Testbed for Large Applications. IT-Symposium April 2005

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Pia Hauer
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1 VIOLA: Vertically Integrated Optical Testbed for Large Applications IT-Symposium April 2005 Ferdinand Hommes VIOLA: Vertically Integrated Optical Testbed for Large Applications - Netztechnik und Anwendungen - Gesamtvolumen 16 Millionen Euro, davon 10 Millionen Förderung durch das Bundesforschungsministerium - Projektlaufzeit: 3 Jahre - Konsortium aus Industrie und Forschungseinrichtungen unter Federführung des DFN- Vereins Seite 2 1

de VIOLA: Vertically Integrated Optical Testbed for Large Applications - Netztechnik und Anwendungen - Gesamtvolumen 16

2 VIOLA Netztechnik - Partner - Alcatel SEL AG, Stuttgart - Verein zur Förderung eines deutschen Forschungsnetzes e.v., Berlin - Forschungszentrum Jülich, Zentralinstitut für Angewandte Mathematik, Jülich - Fraunhofer-Institut für Medienkommunikation, Sankt Augustin - Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, Institut für Informatik IV, Bonn - Siemens AG, München - T-Systems International GmbH, Nürnberg Seite 3 VIOLA Netztechnik Aufgaben und Ziele - Erprobung neuer optischer Netzkomponenten und Netzarchitekturen - Zusammenspiel der Netztechnik verschiedener Hersteller - Entwicklung und Erprobung von Software für die Reservierung und dynamische Bereitstellung von Übertragungskapazitäten im Gigabit-Bereich für Anwendungen - Vernetzung mit ähnlichen Projekten auf europäischer und internationaler Ebene - Vorbereitung für die nächste Generation des deutschen Wissenschaftsnetzes - Plattform für neue innovative Anwendungen Seite 4 2

Institut für Informatik IV, Bonn - Siemens AG, München - T-Systems International GmbH, Nürnberg Seite 3 VIOLA Netztechnik Aufgaben und Ziele - Erprobung neuer optischer Netzkomponenten und

3 VIOLA Testbed RWTH Aachen Forschungszentrum Jülich FH Bonn-Rhein-Sieg Sankt Augustin caesar Bonn Universität Bonn Fraunhofer Institute Sankt Augustin GÉANT Frankfurt 10 Gbit/s SDH 10 GE 2,5 Gbit/s (2 x GE) 10 Gbit/s SDH geplant in 2. Phase GSN+ 10 Gbit/s SDH optional im Rahmen der Zusammenarbeit von GSN+ und VIOLA Backbone- und Anwender-Knoten Anwender-Knoten geplanter Knoten T-Systems Nürnberg Universität Erlangen Standort NN München Seite 5 VIOLA Technik - eigenes Glasfasernetz (Dark Fiber) - Übertragungsrate: 10 Gbit/s, später 40 Gbit/s - gleichzeitige Nutzung von mehreren Wellenlängen auf einer Glasfaser (WDM-Technik) - Gigabit Ethernet oder 10 Gigabit Ethernet als Anschlusskapazität - Bereitstellung von maßgeschneiderten Übertragungsdiensten für die Anwendungen (Übertragungskapazität, Dienstgüte) Seite 6 3

Phase GSN+ 10 Gbit/s SDH optional im Rahmen der Zusammenarbeit von GSN+ und VIOLA Backbone- und Anwender-Knoten Anwender-Knoten geplanter Knoten T-Systems Nürnberg Universität Erlangen Standort NN

4 VIOLA Glasfasernetz VIOLA Technik 4

5 VIOLA-Übertragungstechniken - unterschiedliche Übertragungstechniken für unterschiedliche Dienste - paralleler Einsatz von SDH-Cross-Connects und 10 Gigabit-Ethernet-Switchen im Backbone-Bereich - Aufbau von Layer-2-VPNs mittels VPLS bzw. H-VPLS auf den 10-GE-Transport- Switchen von Alcatel und Riverstone - Aufbau von Layer-3-VPNs mittels Virtual Routern auf Alcatel-Switch-Routern - Signalisierung von dynamischen Bandbreiten mittels unterschiedlicher Protokolle (z.b. G, UNI, I-NNI, E-NNI) auf den SDH-Cross-Connects von Alcatel, Sycamore und Siemens - Bereitstellung von Ethernet-Diensten über SDH mit für Anwendungen maßgeschneiderten Bandbreiten mittels GFP und LCAS. Seite 9 Dynamische Bandbreitenanforderung FZJ FZJ Simulationsanwendung: Anforderung 8 Gbit/s zwischen den Clustern bei FH, FZJ und FhG FH FH BRS BRS VIOLA Testbed caesar caesar VR-Anwendung: Anforderung 4 Gbit/s zwischen caesar und FZJ FhG FhG Seite 10 5

H-VPLS auf den 10-GE-Transport- Switchen von Alcatel und Riverstone - Aufbau von Layer-3-VPNs mittels Virtual Routern auf Alcatel-Switch-Routern - Signalisierung von dynamischen Bandbreiten mittels

6 VIOLA-Übertragungstechniken - VPLS VPLS H-VPLS Virtual Private LAN Service Bereitstellung von Ethernet-Diensten über ein IP/-Netz Hierarchical Virtual Private LAN Service Hierarchische Version von VPLS Multi-Protocol Label Switching Protokoll zur Verkehrsteuerung in IP-Netzen (Traffic Engineering) FZJ R tg5 tg4 loopback-netz: / X caesar tg4 tg5 LAG vlan 73, 74 vc-id 250 tu4 vlan tu5 tu3 vc-id 253 tu4 vlan X FhG SCAI tg4 trunk vlan 34, 344 LAG R tg4 tg7 Uni tg6 Bonn tg vc-id 254 tu3 vlan tu5 trunk R tg4 FhG tg5 IMK tg tg6 trunk vlan 63, 64 vlan X FH BRS tg4 trunk VIOLA-Übertragungstechniken - GFP/LCAS GFP LCAS Generic Framing Procedure (ITU-T G.7042) Verfahren zum Transport von Daten-Paketen (z.b. Ethernet) über SDH Link Capacity Adjustment Scheme (ITU-T G.7041) Dynamische Bandbreitenanpassung bei SDH-Verbindungen 34 5 x 155 Mbit/s Seite 12 6

194.10 tg5 tg4 loopback-netz: 194.94.199.192/29 195 193 X caesar 194.94.199.196 tg4 tg5 LAG vlan 73, 74 vc-id 250 tu4 vlan 253 194 tu5 tu3 vc-id 253 tu4 vlan 253 194 X FhG SCAI tg4 trunk 194.94.199.198 vlan 34, 344 LAG R tg4 tg7 Uni tg6 Bonn tg5 194.

7 VIOLA-Reservierungssystem - Bereitstellung von Verbindungen mit einer speziellen Dienstgüte zu einem bestimmten Zeitpunkt Layer2 VPNs mittels VPLS/ H-VPLS Layer 3 VPNs mittels / Virtual Router Ethernet-Verbindungen über SDH (GFP/LCAS) Signalisierte Verbindungen über G/ASON (UNI, I-NNI, E-NNI) - Interface zur GRID-Middleware (UNICORE) - Direkte Programmschnittstelle - Entwicklung von der Universität Bonn und dem FhG-IMK Seite 13 VIOLA Labor - Realisierung verschiedener Testszenarien - Interoperabilitätsuntersuchungen - Lastmessungen 10 Gbit/s Protokollanalysator und Traffic Generator Workstations mit GE-Anschlüssen - Tests von zukünftigen Übertragungstechniken (z.b. 40 Gbit/s, all-optical) - Integration von Netzkomponenten weiterer Hersteller in das Testbed Seite 14 7

der Universität Bonn und dem FhG-IMK Seite 13 VIOLA Labor - Realisierung verschiedener Testszenarien - Interoperabilitätsuntersuchungen - Lastmessungen 10 Gbit/s Protokollanalysator und Traffic

8 VIOLA-Anwendungen - Middleware GRID-Software UNICORE MetaScheduler um Rechner und Netze zu reservieren MetaMPICH zur Vereinfachung der GRID-Programmierung - Anwendungen einige geförderte Anwendungen aus den Bereichen GRID-Computing und Virtuelle Realität - Simulation der Schadstoffausbreitung im Grundwasser - optimale Lösungsverfahren für spezielle, große lineare Gleichungssysteme - Simulation von physikalischen und chemischen Prozessen in der Atmosphäre, Visualisierung der Daten - Verteilte Simulation komplexer technologischer Systeme caesar, FhG-IMK, FhG-SCAI, FH Bonn-Rhein-Sieg, FZJ Seite 15 VIOLA-Anwendungen - Rechnerausstattung 4 PC-Cluster mit 14 bis 60 CPUs bei den Forschungseinrichtungen caesar, FZJ, FH Bonn Rhein-Sieg und FhG-SCAI Supercomputer beim FZJ High-End Workstations für VR-Anwendungen (Visualisierung von großen Datenmengen) Gigabit Ethernet-Anschlüsse an allen PC-Clustern und Workstations - Das VIOLA-Testbed steht kostenlos allen Anwendern der angeschlossenen Organisationen zur Verfügung - Der eigene G-WiN/GEANT-Anschluss ermöglicht die Kooperation mit anderen Testbeds bzw. Anwendungen Seite 16 8

von physikalischen und chemischen Prozessen in der Atmosphäre, Visualisierung der Daten - Verteilte Simulation komplexer technologischer Systeme caesar, FhG-IMK, FhG-SCAI, FH Bonn-Rhein-Sieg, FZJ

9 Internationale Kooperationen - EGEE - Enabling Grids for E-science in Europe public.eu-egee.org - MUPBED - Multi-Partner European Testbeds for Research Networking Verbindung existierender ASON/G Testbeds (TSI (DE), TILAB (IT), TID (ES) PSNC (PL) und Acreo (SE)) als Plattform für Tests dynamischer Netzdienste im Grid-Umfeld Teilnehmer: nationale Forschungsnetze und Netzbetreiber - GÉANT2 - die nächste Generation des Europäischen Backbones für die Wissenschaftsnetze Seite 17 Weiterführende Informationen VIOLA Workshop am 27./28. April 2005 in Berlin Seite 18 9

und Acreo (SE)) als Plattform für Tests dynamischer Netzdienste im Grid-Umfeld Teilnehmer: nationale Forschungsnetze und Netzbetreiber www.ist-mupbed.

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