№ 5 (36) 2007

Женева, CERN, ProCurve Networking by HP

Компания ProCurve Networking by Hewlett-Packard

представила новую линейку коммутаторов ядра сети

ProCurve Switch 8212zl. Презентация состоялась

10 сентября в специальном павильоне Международного

центра ядерных исследований в Женеве и сопровождалась

посещением вычислительных центров ЦЕРН

и грандиозного ускорителя элементарных частиц.

Владимир СКЛЯР

Возможно, идея организовать пресс-форум для представления новой линейки коммутаторов ProCurve Switch 8212zl именно в Женеве не ставила перед собой цель удивить его участников. Тем не менее, никто из журналистов, приглашенных подразделением ProCurve Networking by HP на эту встречу, не остался равнодушным. Особенно, посетив надземные и подземные царства ЦЕРН (Международного центра ядерных исследований).

Местом сбора был выбран павильон «Глобус», необычное круглое сооружение, снаружи и внутри полностью выполненное из дерева. Зал заседаний размещен в этом гигантском деревянном шаре на определенной высоте, куда ведет широкий спиральный настил, вероятно, как некое напоминание о спиралях галактик. По ходу движения на стенах располагаются яркие панно, демонстрирующие структуру наших знаний о Вселенной.

Именно здесь, на границе Швейцарии и Франции и был организован пресс-форум для журналистов из стран региона EMEA. Собственно, все мероприятия, проведенные в рамках форума, были связаны с ЦЕРН. Даже павильон «Глобус», и тот, как оказалось, был построен в ознаменование 50-летия этой организации. Более того, он расположен невдалеке от исследовательского центра (несколько минут езды на автобусе) и практически рядом с шахтой и наземными сооружениями установки ATLAS, в подземное царство которой нам довелось спуститься.

Новая платформа ProCurve Switch 8212zl

Новая высокопроизводительная коммутационная платформа ProCurve Switch 8212zl, представленная компанией ProCurve Networking by HP, позволяет создавать унифицированные сетевые решения уровня «ядро — граница сети». Это первый в отрасли коммутатор для ядра сети с пожизненной гарантией, являющийся решением верхнего уровня, органично дополняет выпущенные ранее коммутаторы ProCurve Switch серии 54хх.

О достижениях компании ProCurve Networking by HP на рынке управляемых коммутаторов собравшимся журналистам рассказал Марк Хилтон, менеджер по продукции компании в регионе EMEA. Новую платформу ProCurve Switch 8212zl, а также возможности новых коммутаторов представил журналистам Пауль Конгдон, директор по технологиям ProCurve Networking by HP. Он подчеркнул, что новый модульный коммутатор предна­значен для создания корпоративных сетей, работает на сетевых уровнях от второго до четвертого и обладает суммарной производительностью 692 Гбит/с.

 Коммутатор ProCurve Switch 8212zl использует собственную коммутационную матрицу с производительностью 692 Гбит/с, реализованную на базе специализированных интегральных схем ProVision и обеспечивает внутри- и межмодульную коммутацию с пропускной способностью 428 млн. пакетов в секунду. Важно отметить, что технология ProCurve ProVision ASIC и архитектура платформы позаимствованы из успешного семейства коммутаторов ProCurve 5400zl/3500yl/6200yl, что позволяет свести к минимуму технологический риск, и обеспечивает надежную поддержку и гибкость.

Во время своей презентации Пауль Конгдон представил также новый модуль беспроводного управления Wireless Edge Services zl, обеспечивающий централизованные конфигурирование и управление Wi-Fi-сетью. Он совместим как с новыми коммутаторами 8212zl, так и семейством периферийных коммутаторов 5400zl. С помощью этого модуля обеспечивается подключение радиопортов ProCurve. В отличие от традиционных точек доступа последние представляют собой достаточно простые и недорогие устройства, не обладающие особым интеллектом.

Надежность и резервирование

Надежность функционирования коммутатора ProCurve Switch 8212zl обеспечивается за счет горячего резервирования модулей управления, коммутационной матрицы, а также использования четырех блоков питания, работающих по схеме резервирования N+1. При этом блоки питания могут добавляться в шасси по мере необходимости.

По умолчанию в базовой конфигурации коммутатора установлены сдвоенные модули коммутационной матрицы. Они позволяют оптимально распределять нагрузку и обеспечивать повышенную надежность и отказоустойчивость системы.

Резервирование модулей управления также вносит свой вклад в повышение надежности работы коммутатора. Когда один из модулей активен, второй находится в спящем режиме. В случае отказа активного модуля управление берет на себя резервный. При этом происходит прерывание работы коммутатора в течение незначительного времени, необходимого на перенастройку системы.

В коммутаторе предусмотрена также возможность горячей замены интерфейсных модулей, управления и коммутационной матрицы. Оптические модули mini-GBIC и блоки питания также можно удалять, заменять и добавлять без прерывания текущей работы коммутатора. Кроме того, существует возможность замены вентиляторов в горячем режиме.

Наращивание и расширение

В случае установки дополнительного коммутатора или организации ядра сети с резервированием необходимо обеспечить соединение между двумя коммутаторами. Реализуется оно с помощью специального модуля ProCurve Switch zl 4-Port 10-GbE CX4, оснащенного 4 портами 10-GbE CX4. Максимальная дальность передачи при использовании коаксиального кабеля CX4 составляет 15 м. При необходимости можно применять оптические медиаконвертеры и многомодовый волоконно-оптический кабель, позволяющие увеличить расстояние между коммутаторами до 300 м.

Устройства при этом можно соединить друг с другом на максимальной скорости 40 Гбит/с, объединив их с помощью четырех кабелей и активизировав протоколы IEEE 802.3ad (Link Aggregation Control Protocol, LACP) и ProC­urve Trunking, обеспечивающие поддержку до 36 транковых групп и до 8 соединений (портов) в каждой группе. Для повышения надежности соединения между коммутаторами можно использовать два модуля 10-GbE CX4. При этом в нормальном режиме скорость соединения будет обеспечена на уровне 80 Гбит/с. При выходе же из строя одного из модулей скорость в агрегированном соединении снизится до величины 40 Гбит/с.

Следует также отметить возможность дублированного подключения источников данных к портам спаренных коммутаторов. Это достигается за счет применения протокола VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol), который позволяет коммутаторам подменять друг друга по мере необходимости и создавать тем самым отказоустойчивые системы маршрутизации.

Важно подчеркнуть, что коммутатор ProCurve Switch 8212zl обеспечивает также разнообразные механизмы защиты трафика и безопасность сети в целом. В частности, технология Virus Throttle контролирует интенсивность процесса установления соединений в единицу времени, слишком большое количество которых свидетельствует о вирусной активности.

Существует также возможность поддержки коммутатором 8212zl расширенного набора технологий и функций управления, включая автоматизированный протокол обнаружения устройств Link Layer Discovery Protocol (LLDP), систему мониторинга и отчетности RMON, XRMON и sFlow v5. Поддерживаются общие для продуктов ProCurve средства управления, работающие на уровне устройств (командная строка, графический веб-интерфейс пользователя, меню), а также средства сетевого управления Identity Driven Manager (IDM).

И, наконец, не следует забывать, что компания-изготовитель для новой линейки коммутаторов предоставляет пожизненную гарантию в течение всего срока эксплуатации и оперативную замену вышедшего из строя оборудования в кратчайший срок. И хотя такая же политика используется для всех линеек выпускаемых коммутаторов ProCurve,для оборудования ядра сети она применена впервые. Поэтому можно сказать, что усилия, прикладываемые специалистами компании ProCurve Networking by HP в стремлении обеспечить единый стандарт поддержки оборудования, объединяет и сближает их с физиками центра ядерных исследований ЦЕРН, которые так же твердо и непреклонно идут к достижению поставленных целей.

Надземные и подземные миры CERN

Программа пресс-тура предусматривала посещение двух вычислительных центров ЦЕРН и установки ATLAS.

ATLAS — это один из четырех научных комплексов, состоящий из наземных и подземных сооружений, предназначенных для исследования результатов столкновений частиц, разогнанных до невиданных ранее энергий. Подземная ее часть представляет собой гигантскую конструкцию, начиненную различными датчиками, измерителями и регистраторами. Установка ATLAS располагается на пути следования ускоренных потоков протонов, которые здесь планируется разгонять до невиданных ранее энергий столкновения в 14 ТэВ (на протонную пару). Протоны, сталкиваясь друг с другом на очень высоких энергиях, образуют веер из других частиц, фотонов, мезонов и т.д. Чем выше энергия столкновения и чем «удачнее» оно произойдет, тем более полезными для науки окажутся результаты. Собственно, основная цель создания большого адронного коллайдера состояла в решении задачи нахождения бозона Хиггса — частицы, предсказанной теорией, но пока не обнаруженной (см. врезку «В поисках бозона Хиггса»).

Мир подземного царства

Для проведения экспериментов глубоко под землей был построен специальный кольцевой туннель общей длиной 26,6 км. На глубине около сотни метров под территорией Швейцарии и Франции физики из десятков стран мира уже проводили многочисленные серии экспериментов на различных ускорителях. В настоящее время усилия ученых сосредоточены на завершающих этапах создания большого адронного коллайдера (БАК, Ladge Hadron Collider — LHC) и четырех гигантских детекторов, предназначенных для регистрации результатов столкновения протонов и ионов свинца. Дата начала экспериментов уже который раз откладывается, но планируется, что в следующем году они все же начнутся.

В работе по созданию коллайдера и детекторов принимают участие научно-исследовательские институты и ядерные лаборатории, специализированные заводы и конструкторские бюро со всего мира. Одна из решаемых задач — добиться формирования, удержания и ускорения потоков частиц, направленных в двух кольцевых ускорителях навстречу друг другу с помощью сверхпроводящих магнитов. Вторая, не менее важная задача, —  обеспечить пересечение этих потоков в нужных местах, зафиксировать факт столкновения частиц и детали этих столкновений. Самая же трудная работа — выполнить обработку полученных результатов. Для того в ЦЕРН и было создано несколько собственных вычислительных центров, а также выполнены работы по подключению внешних вычислительных ресурсов ведущих компьютерных центров Европы, Америки и Азии. Связь с последними осуществляется через высокоскоростные наземные и спутниковые каналы связи.

На родине WWW

Все мы знаем, что именно в ЦЕРН сэр Тим Бернерс-Ли разработал инструментарий WWW, в частности, язык HTML, протокол HTTP, а также первые инструменты для использования паутины — Web-сервер и Web-клиент. Весь этот набор изначально создавался для решения проблемы оперативного обмена результатами исследований ученых, работающих на самом мощном ускорителе частиц.

Однако не только благодаря WWW мы должны быть признательны ученым из этой ядерной лаборатории. Их усилия были направлены также и на создание распределенной технологии параллельных вычислений (Grid-вычисления). И опять-таки, это было продиктовано реальными задачами обработки данных, поступающих от многочисленных датчиков и детекторов подземного хозяйства ЦЕРН. В данном случае, термин «многочисленные» можно пояснить на примере только одной установки CMS, которая имеет миллионы независимых детекторных каналов, сигналы из которых (а это результаты столкновений частиц) необходимо зафиксировать и обработать. В большом адронном коллайдере, например, ежесекундно будет происходить около 800 миллионов столкновений.

На одно удачное лобовое столкновение приходятся миллионы бесполезных для науки «скользящих». Результатом столкновений протонов являются частицы, для регистрации которых установлены тысячи различных датчиков. При этом необходимо проанализировать информацию, полученную от каждого из них, отделить полезную от фоновой и обработать ее.

Наземные владения ЦЕРН

Для обработки результатов столкновений частиц в ЦЕРН создали два огромных вычислительных центра с серверами, СХД, коммутаторами и маршрутизаторами. Здесь присутствует оборудование от всех ведущих мировых брендов (как ныне здравствующих, так уже и «почивших»). Во время экскурсии по двум гигантским ЦОД журналисты в этом могли воочию убедиться. К слову, система охлаждения ЦОД, в основном, базируется на притоке холодного воздуха из-под фальшпола и реализации идеи горячих и холодных коридоров. И лишь на отдельных вычислительных комплексах, расположенных здесь же, в помещениях ЦОД, можно увидеть реализацию современных закрытых (автономных) систем кондиционирования.

Разнообразие типов и торговых марок оборудования, используемого в вычислительных центрах ЦЕРН, не должно удивлять, если мы вспомнить, что образован он был в 1954 году и с этого времени непрерывно нуждался в мощных вычислительных ресурсах. Непрекращающиеся поставки все более мощного оборудования и привели к параллельному сосуществованию различных типов оборудования и систем.

Для организаций вычислений в центре обработки данных ЦЕРН еще в 2004 году начал реализовываться масштабный проект построения Grid-сети (Computing Grid) по объединению вычислительной мощности 6000 ПК, каждый из которых должен был подключаться к высокоскоростной ЛВС.

В 2005-м тендер на поставку сетевого оборудования для проекта выиграла компания ProCurve Networking by HP. На сегодня в узле ЦЕРН функционирует около 600 коммутаторов ProCurve 3400cl. Предполагалось, что в последующие два года в центре обработки данных установят еще 1400 коммутаторов ProCurve 3500yl.

На октябрь 2006-го во внутренней сети ЦЕРН было установлено 20 коммутаторов ProCurve 5400 с интерфейсами 10-Gigabit Ethernet. Ожидается, что в ближайшем будущем число их превысит сотню.

Однако с появлением новой коммутационной платформы ProCurve Switch 8212zl есть основания надеяться, что именно она, как более превосходящая система, придет на смену коммутаторам ProCurve 5400 в организации вычислений в дата-центрах ЦЕРН.

Владимир СКЛЯР,

СиБ,

 Киев–Вена–Женева–ЦЕРН–Киев

№ 5 (ноябрь) 2007