Das LHC-Computing-Grid

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1 Das LHC-Computing-Grid Von Julian Gethmann WS 11/12 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Überblick Ansprüche an die Rechnerinfrastruktur Historie Versprechen von Grid-Computing Vergleich mit Clustern und der Cloud Das LHC-Computing-Grid Anforderungen Ebenen und Organisation Netzwerk Factory Middleware Anwendungsbeispiel Modernere Ansätze 2

3 Vom klassischen HPC zum Grid 1990: Metacomputing (Larry Smarr) Vernetzung der US Supercomputer-Centers 1995: FAFNER (Factoring via Network-Enabled Recursion) und I-WAY (Information Wide Area Year) 1997: Workshop: Building a Computational Grid (Ian Foster, Carl Kesselman) 1999: MONARC Konzept für LHC 2001: LHC Computing Grid (LCG) wird geplant ( ) [CERN] 3

4 Eigenschaften des Grid Computing Grid Data Grid Service Grid Ressource Grid Knowledge Grid Abstraktion von Hardware und Implementierung Weit entfernte Recheneinheiten Nutzer sind auch Anbieter (Virtuelle Organisationen) 4 A computational grid is a hardware and software infrastructure that provides dependable, consistent, pervasive, and inexpensive access to high-end computational capabilities (Ian Foster, Carl Kesselman)

5 Abgrenzung Aspekte der Cloud Keine Gedanken über Wartung des Systems Vertrauen in Anbieter Aspekte des P2P Last auf Nutzer verteilt Dezentral Organisiert Virtuelle Organisationen Selbst organisiert Individuum wird misstraut Organisation wird Vertraut 5

6 Grid für jeden? Nein/Jein Meteorologie Videorendering Ja Bioinformatik Medizin/Virologie Industrie Finanzwesen Teilchenphysik [IMK-TRO] 6

7 Anforderungen des LHC 2,9 MW Limit Stromversorgung (bald 3,5) 1 GHz Daten/Detektor Für >20 Jahre/Laufzeit Speicherplatz (zur Zeit 45 PB) ~1 GHz Datennahme/Detektor ~1 PB/s Paar 100 MB/s (CMS, ATLAS) ~50 MB/s (LHCb) 1,3 GB/s (ALICE) 15 PB/a 7

8 Lösung in mehreren Stufen 49 Mitwirkende aus 34 Ländern 11 TIER TIER 2 (in 66 federations ) 6 VOs ALICE ATLAS CMS DTEAM LHCB SixTrack 8 ALICE experiment ATLAS experiment CMS experiment Grid (LCG) Deployment Group LHCb experiment Single Particle Tracking Code

9 Tier Tier 0 Hat alles Tier 1 U. U. nicht alle Experimente Muss Rechenkapazität vorhalten Muss Band-Archivierung vorhalten Database-Service Tier 2 Oft nicht alle Experimente Hat keine Band-Archivierung Meist keine Simulation Tier 3 Ist nicht in MoU verankert 9

10 Aufbau des Grid [CERN] 10

11 Netzwerk [CERN] 11

12 LHC Optical Private Network 10 Gbits zu Tier 1 1 Gbits zu Tier 2 und kleiner Doppelte Kapazität [CERN] 12

13 Datendurchsatz [gridview.cern.ch] 13

14 Computing CPU-Benchmark für Hochenergie Physik The High Energy Physics Unix Information Exchange (HEPiX) HEPSPEC02 HEPSPEC06 14 Mein Rechner Standard Performance Evaluation Corporation SPEC00 INT 2563 SPEC00 FP 2604 SPEC06 INT 15,8 SPEC06 FP 14,5

15 Hardware Was? Versprochen Installiert Genutzt CPU-Grid [Tage] % CPU-Total [Tage] % CPU-KIT [Tage] % [CERN Accounting Summary Oct. 11] 15

16 Storage 45 PB Festplattenkapazität dcache Auf Bändern CASTOR [CERN Accounting Summary Oct. 11] 16

17 Middleware Globus Toolkit Security Authentification/Authorization Community Authorization Delegation Credential Management glite LCG File Catalog Disk Pool Manager Reliable FileTransferService und gftp Data Managent GridFTP Reliable File Transfer Service Execution Management Grid Resource Allocation and Management service Information Services Monitoring and Discovery Service 17

18 Job-Verarbeitung [Glite 3 Manual] 18

19 Anmeldung am Grid CA Proxies VO Management Services Proxies Attribute Certifi cate Job Description Language Executable = "test.sh"; Arguments = "filea fileb"; StdOutput = "std.out"; StdError = "std.err"; InputSandbox = {"test.sh", "filea", "fileb"}; OutputSandbox = {"std.out", "std.err"}; [Glite 3 Manual] 19

20 Neuere Ansätze Pilot Job DIRAC Overlay (LHCb) Kein Required in JDL AliEn (ALICE) PanDa (ATLAS) Glideln WMS (CMS) [DIRACgrid.org] 20

21 Anwendungsprogramme ROOT Geant4 POOL [root.cern.ch] [http://atlas-computing.web.cern.ch] 21

22 Ihr seid dran 22

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