Bandbreite - unverzichtbar für den wissenschaftlichen Erfolg am Beispiel des CMS-Experiments. Prof. Dr. Martin Erdmann, Dr.

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1 Bandbreite - unverzichtbar für den wissenschaftlichen Erfolg am Beispiel des CMS-Experiments Prof. Dr. Martin Erdmann, Dr. Volker Gülzow W µ ν

2 Gestern: Mikroskopie der Materie Ortsauflösung Mikroskop: Mikrometer (10-6 m) Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

3 Heute: Mikroskopie Teilchenphysik Hadron-Elektron-Ring-Anlage Untersuchung von Protonen mit Elektronen Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

4 Morgen: Mikroskopie Teilchenphysik Large Hadron Collider (CERN 2007) Kollisionen von Protonen mit 99,999999% Lichtgeschwindigkeit Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

5 Mikroskop: CMS- Detektor Proton Proton Auflösung bis m ( x=h/ p) Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

6 Aktuelle wissenschaftliche Herausforderungen z.b. Standard-Modell Teilchenphysik Theorie Materie- Teilchen W 3 Wechselwirkungen Teilchenmassen Experiment Higgs? Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

7 Aktuelle Auflösung bis m wissenschaftliche Herausforderungen Higgs? andere? Beweisführung Einstein: E = m c 2 Resonanz Energie der Zerfallsteilchen Masse Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

8 CMS Technologische Herausforderung: Ressourcen zur Datenbewältigung Datenspeicher: Datenrate GBytes/s => 5-8 Petabyte/Jahr Datenprozessierung: aktuelle PCs ATLAS ~ 5000 Physiker/innen weltweit LHCb Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

9 Technologische Herausforderung: Ressourcen zur Datenbewältigung GRID: Weltweit verteiltes Computing Hochleistungs-Netzwerke Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

10 Demonstration: W - Teilchenanalyse Daten: Selektion Reduktion Analyse W µ Myon ν Echtzeit-Visualisierung der Resultate Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

11 Demonstration: W - Teilchenanalyse Physik-Analysedesign: RWTH Transfer (simulierter) Myon-Daten: GridKa- DESY Selektion von Ereignissen mit W-Signatur und Rekonstruktion a la Einstein: DESY Daten für Echtzeit-Visualisierung aufarbeiten und darstellen: DESY-RWTH Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

12 Datenvolumen für die weltweite Analyse Jährlich zu speichernde Datenmenge: PetaBytes Balloon (30 Km) CD stack with 1 year LHC data! (~ 20 Km) Concorde (15 Km) 50 CD-ROM = 35 GB 6 cm Mt. Blanc (4.8 Km) Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

13 LHC Computing 1-10 Gb/s Lab a Uni x ATLAS Lab m CERN Tier 1 UK USA Model Uni a CMS10 Gb/s Tier3 physics department Tier2 The LHC Computing Centre Tier 1 Italy CERN CERN Tier 0 LHCb France. Uni n Desktop γ Lab b. Germany Lab c β α Uni y Uni b Tier 0 Centre at CERN 1 Gb/s Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

14 Netzwerk Setup Grid Farm 10 Gigabit/s 1 Gigabit/s dcache Pool Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

15 Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

16 Shared Infrastructure am DESY Rechenzentrum DESY Infrastructure Services (Mail, Web, AFS, Backup, User Registry) Wide Area Router and Firewall Wide Area Network ( DFN XWin) General Computing Environment, Specific to the Tier-2 center VO specific Infrastructure Servers - Calibr. DB - PhEDEx - Install Servers (Quattor) Monitoring, Alarming * Gateways/ Proxies Console Server Tape Robots DESY LAN Proposed for Gbps VPN => GridKa 1 Gbps shared > 280 CPUs Das DESY Tier-2 Zentrum CPU Farm für Network Switch Selection > 300 GigE, 10GigE MC Production Digitization Status April 2006 > 70TB Network Attached Data Servers Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung Storage Managed by dcache

17 dcache Wide Area Data Transfer Interactive Computing Tape Storage Systems Farm Computing Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

18 Grid Storage Fabric Abstraction GRID Middleware Transfer Protocol Negotiation SRM Client Data Transfer gsiftp (ssl) HTTP dcap Storage Element SRM Virtual Storage Layer Desy Grid Karlsruhe Fermi San Diego CERN Jefferson SRM SRM dcache.org SRM HPSS SRM Castor SRM Jasmine OSM Tsm Enstore Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

19 Ein XWiN -Idee (Ernst, Fuhrmann et al) Single dcache Instance w/ Storage Repositories in Multiple Locations Satellite Cache at RWTH Aachen XWIN Storage Repository Zentraler Cache w/ HSM support at DESY Storage Repository Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

20 SC3 (Re-Run in Jan 06) Throughput Tests CERN => 12 Sites Limit of DESY s WAN link Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

21 Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

22 Demonstration: W - Teilchenanalyse Physik-Analysedesign: RWTH Transfer (simulierter) Myon-Daten: GridKa- DESY Selektion von Ereignissen mit W-Signatur und Rekonstruktion a la Einstein: DESY Daten für Echtzeit-Visualisierung aufarbeiten und darstellen: DESY-RWTH Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

23 Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

24 Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

25 Schlussbemerkung Wissenschaftlicher Erfolg erfordert eine herausragende Netzinfrastruktur Das XWIN ermöglicht Paradigmenwechsel im Computing und Zusammenarbeit Die Teilchenphysik ist nur ein Beispiel, andere Disziplinen haben ähnliche Anforderungen Schnelle Netze sind ein Standortvorteil für die deutsche Forschung Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

26 Team: Demonstration Physik-Datenanalyse mit XWIN Reinhard Eisberg (DESY) Michael Ernst (DESY) Alexander Flossdorf (DESY) Patrick Fuhrmann (DESY) Andreas Gellrich (DESY) Stefan König (DESY) Kars Ohrenberg (DESY) Hans-Georg Vermeulen (DESY) Thorsten Witt (DESY) Gert Schellbach (RWTH) Thomas Kress (RWTH) Andreas Nowack (RWTH) Steffen Kappler (RWTH) Carsten Hof (RWTH) Andreas Heiss (GridKa) Bruno Höft (GridKa) Erdmann / Gülzow : XWin Einweihung

dcache! The dcache team

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