La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT."— Transcript della presentazione:

1 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT

2 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 CRESCO – Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi Complessi Programma Operativo Nazionale Ricerca Scientifica, Sviluppo Tecnologico, Alta Formazione Misura II.2 Società dellInformazione per il Sistema Scientifico Meridionale Azione a – Sistemi di calcolo e simulazione ad alte prestazioni

3 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Il Progetto CRESCO Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi Obiettivi infrastrutturali Realizzazione di un Polo di calcolo di eccellenza presso il Centro ENEA di Portici Sviluppo di una nuova classe di funzionalità innovative di GRID Computing Obiettivi applicativi Implementazione di soluzioni innovative di GRID computing per le attivit à di R&S di punta dell ENEA che richiedano l utilizzo di risorse computazionali estremamente importanti. Studio di oggetti biologici dal punto di vista sistemico e di sistemi naturali secondo il paradigma dei sistemi complessi Studio di sistemi tecnologici e sociali complessi e delle loro mutue interazioni, realizzazione di strumenti per il modelling, la simulazione e il controllo

4 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Macrostruttura del progetto Prof. Jack Dongarra Prof. Umberto Ferrari Prof. Agostino Mathis Prof. Salvatore Tucci Prof. Samuel Varnado Direttore CAMO

5 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Situazione finanziaria al 14/11/07

6 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Nuovo piano finanziario (nov. 07) Motivazioni: Riconoscimento effettivo delle spese generali in misura non superiore al 29% del costo del personale; Revisione al ribasso della previsione di rendicontazione di personale; Revisione di alcuni aspetti tecnici. Interventi: Incremento della voce Attrezzature (potenziamento del supercalcolatore ed attrezzature di rete); Incremento delle spese di software; Incremento spese opere edili e impianti (originariamente sottostimate); Incremento degli impegni sul personale non dipendente.

7 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Ripartizione delle risorse per macrocategoria (K) Valore complessivo del Progetto: ca

8 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Evoluzione nel tempo dei computer ad alte prestazioni ENEA ENEA (CRESCO 180°) ICT – SCENARIO EVOLUTIVO Previsione 500°

9 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 ENEA CRESCO Supercomputer N° 180 Top500 Novembre 2007

10 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Cronogramma 1 aprile 2006 – 31 dicembre 2008 Mesi F SP I.1 Realizzazione del Polo di calcolo Progettazione degli interventi e definizione delle specifiche Acquisizione ed installazione di sistemi HW/SW Implementazione dei sistemi HW/SW, avvio sperimentazione Collaudo finale dellintera infrastruttura Tutti gli altri Sottoprogetti Progettazione delle attività di R&S nella tematica applicativa Sviluppo di modelli e codici, realizzazione di Software applicativi Implementazione di modelli, codici, ecc. per lutilizzo sulla piattaforma Produzione, elaborazione e pubblicazione dei risultati di R&S

11 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Le tre linee di attività di CRESCO LA I LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing LA II LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi LA III LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze

12 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing Sottoprogetti Sottoprogetti SP I.1 SP I.1 Realizzazione dellinfrastruttura HPCN SP I.2 SP I.2 Sviluppo ed integrazione dellarchitettura GRID e di grafica 3D SP I.3 SP I.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta SP I.4 SP I.4 Progettazione e sviluppo di librerie per limplementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi FPGA integrati in un ambiente GRID SP I.5 SP I.5 Web archives

13 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SP I.1 Realizzazione dellinfrastruttura HPCN Allestimento sala CalcoloAllestimento sala Calcolo –Alimentazione Elettrica predisposta 400 KVA –Condizionamento Completato –Ambienti accessori ultimati Allestimento Uffici nuovi ricercatoriAllestimento Uffici nuovi ricercatori –Operativi con i Ricercatori (Assegni di Ricerca) Adeguamento connessione GARRAdeguamento connessione GARR –Connessione GARR operativa a 100 Mbit/s in prova 400 Mbit/s e programmata levoluzione a 1 Gbit/s entro Giugno. Acquisizione SupercalcolatoreAcquisizione Supercalcolatore –In fase di installazione

14 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SP I.1 Realizzazione dellinfrastruttura HPCN Sala Calcolo CRESCO (ENEA-Portici)

15 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2 Sviluppo ed integrazione dellarchitettura GRID e di grafica 3D Compilazione multi-piattaformaCompilazione multi-piattaforma di programmi seriali e paralleli (MPI). LanciatoriLanciatori su GRID di programmi seriali e paralleli. Interfaccia Java alla GRIDInterfaccia Java alla GRID per la personalizzazione dell'ambiente di lavoro. Test RSH:Test RSH: E' stato realizzato un programma che permette di testare, sullENEA-GRID, il funzionamento del comando rsh. Network Monitoring:Network Monitoring: E' stato sviluppato un software (NeTWork RESPONSE TIME TEST) di supporto alle funzionalità di network dell'ENEA-GRID. Test HPLTest HPL per misurare la potenza di calcolo di una macchina in termini di numero di operazioni floating point che si possono fare in un secondo.

16 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2 SPI.2 Struttura generale dati CRESCO (operativa)

17 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 WARC: amministratori super e di Sito SPI.2

18 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 AMACA (AFS Memorize And Check Application) Strumento integrato di monitoraggio, controllo e storicizzazione di componenti ed eventi di Andrew File System (cardine dellinfrastruttura ENEA-Grid) Realizzato nellambito del contratto CRESCO di ricerca tra ENEA e CASPUR per analisi e realizzazione di tool innovativi a supporto delle funzionalità GRID (SPI.2) Alessio Rocchi (CASPUR) Ludovico Giammarino (CASPUR) Sicuro: protezione delle informazioni tramite due layer dedicati in cascata (openSSL e libreria crittografica mcrypt) Esecuzione di operazioni critiche concessa solo agli appartenenti a gruppi prestabiliti Integrato: accesso garantito tramite credenziali AFS. Accessibile: fornisce numerosi strumenti user-friendly di supporto ai task di amministrazione Adattativo: consente di concentrare la visualizzazione dello stato sul solo dominio di appartenenza dellamministratore SPI.2

19 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Integrazione nella GRID ENEA di sistemi Windows SPI.2 LSF NON offre supporto per AFS in ambiente Windows Per integrare sono state sviluppate gettok_win (visualizza sullo standard output il token AFS) puttok_win (scrive nel kernel il token prelevato dalla standard input) E in corso di installazione litegrazione completa con ENEA GRID Principali risultati: Interoperabilità delle routine prototipali con quelle fornite dal kit LSF per AFS Accesso al volume AFS su sistema operativo Windows con token originato da sistema UNIX Accesso al volume AFS su sistema operativo UNIX con token originato da sistema Windows

20 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2.1 Integrazione ENEA-GRID con altre GRID Integrazione con EGEE GRID.IT Middleware LCG Integrazione con BEinGRID Middleware UNICORE Interoperabilità 4 PON 1575 attività in corso

21 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2 Sviluppo ed integrazione dellarchitettura GRID e di grafica 3D Tools per analisi immagineTools per analisi immagine Sono stati sviluppati e sono in corso di sviluppo tools per lanalisi delle immagini dei plasmi termonucleari provenienti dalle telecamere FTU ( Frascati Tokamack Upgrade). Linsieme dei tools e la relativa documentazione è stata inserita nelle pagine web specifiche del sottoproggetto. Tutti gli applicativi sono stati sviluppati utilizzando il linguaggio ad alto livello IDL. Questi applicativi sono stati inseriti nella GRID ENEA e sono state sviluppate le procedure per sottometterli in modalità GRID ENEA. Integrazione librerie grafiche open-sourceIntegrazione librerie grafiche open-source Integrazione di un modulo per il Distributed RenderingIntegrazione di un modulo per il Distributed Rendering Il modulo di Distributed Rendering consente di sviluppare ed eseguire applicazioni multiple channel sincronizzate che utilizzino più piattaforme di calcolo connesse in rete per il rendering e display multipli contigui o non contigui per la restituzione di una scena virtuale. Allo stato attuale è in fase di test un applicativo della Multigen-Paradigm, integrato nellambiente di visualizzazione VegaPrime, in rete sia locale che geografica. RV Customizing toolsRV Customizing tools E in corso lintegrazione in AFS dellapplicativo sviluppato, nellambito dellattività di progettazione e sviluppo di Customizing tools per applicazioni di Realta Virtuale che basandosi su d una architettura Client-Server, è in grado di comunicare con una scena grafica a run-time e modificarne i parametri di navigazione (path e sincronismo con file audio), senza interrompere lesecuzione della scena virtuale. Si dovrà procedere alla sua installazione nella GRID-ENEA, nellarea del progetto CRESCO, e quindi configurare e testare lapplicativo per la distribuzione agli utenti. Applicazioni per visualizzazione scientifica 3DApplicazioni per visualizzazione scientifica 3D Film datiFilm dati Le immagini e i filmati prodotti mediante applicazioni di visualizzazione scientifica saranno raccolti in un archivio visivo delle attivita svolte e saranno diffusi tramite pagine Web. Lobiettivo è quello di creare contenuti dimostrativi, delle applicazione e dei dati sviluppati, tramite filmati, anche in modalità stereoscopica, in modo da non utilizzare direttamente lapplicativo.

22 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2 Analisi ed ottimizzazione di strumenti Software per l'utilizzo di IDL sulla GRID ENEA Sono stati sviluppati tools per lanalisi delle immagini dei plasmi termo- nucleari provenienti dalle telecamere FTU (Frascati Tokamack Upgrade). Tools Applicazioni IDL realizzate in ENEA (Falsecolor, Brightzone, Volume rendering, Database). Tutorial IDL: gestione di batch files e esecuzione di programmi in modalità non interattiva IDL: gestione di programmi in broadcasting attraverso

23 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2 Analisi ed ottimizzazione di strumenti Software per l'utilizzo di IDL sulla GRID ENEA

24 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2.2 Sviluppo ed integrazione dell'architettura GRID e di grafica 3D Questa prima fase del sottoprogetto è stata articolata in tre punti fondamentali: Individuazione di tools per la grafica virtuale ed immersiva che consentano la visualizzazione remota 3d con motori di calcolo in rete ovvero consentano di sfruttare le potenzialità di calcolo messa a disposizione dalla griglia Enea per poi visualizzare il risultato su un qualsiasi dispositivo presente in rete: dal sistema 3d, alla workstation, al portatile; Adattamento dei tools individuati alla struttura della Grid Enea; Studio del comportamento e delle potenzialità dei Tools individuati allinterno della Grid Enea.

25 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2.2 OpenSceneGraph sulla Grid Enea Individuazione delle OpenSceneGraph (OSG) come librerie grafiche adatte agli obiettivi del sottoprogetto. Configurazione e installazione su ENEA-GRID delle OSG. Visualizzazione, tramite le OSG, di una nuvola di punti ottenuta da una scansione di un sito archeologico con Laser Scanner 3D.

26 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.2.3 Integrazione del controllo remoto di un microscopioTEM SPI.2.3 Integrazione del controllo remoto di un microscopio TEM Realizzata lintegrazione di base, è in corso unattività di ricerca e sviluppo per realizzare un laboratorio virtuale per la microscopia TEM Visualizzazione delle Immagini TEM Tool di allineamento dati locali/dati AFS Accesso remoto per il controllo Visualizzazione Ambientale Videocomunicazione New: In fase di completamento il sistema di controllo locale e laumento di banda a presso lENEA di Brindisi

27 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.3: Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta Simulazioni Fluidodinamiche: –l'uso di Fluent è stato necessario per studiare l'evoluzione dei fenomeni di combustione di diversi combustibili. Viene portato avanti uno studio di ottimizzazione delle prestazioni dellENEA-GRID per condurre questo tipo di analisi –E' in corso uno studio di condizionamento termico della configurazione finale della sala di calcolo CRESCO in Portici. Tale studio riguarda sia la modellistica geometrica della sala calcolo sia la fenomenologia di scambio termico nella stessa attraverso i sistemi di refrigerazione presenti

28 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 MpCCI (Mesh-based parallel Code Coupling Interface): Viene utilizzato per affrontare problemi di interazione fluido-struttura accoppiando diversi tipi di codici presenti in ENEA-GRID; I codici da accoppiare sono attualmente Fluent per l'analisi fluidodinamica e Ansys per l'analisi strutturale. OpenFOAM: software opensource di analisi fluidodinamica. E' in corso uno studio di OpenFOAM ed in particolare: compatibilità di installazione sulle diverse macchine della GRID confronto con Fluent (software commerciale generalmente impiegato sia nel settore industriale che di ricerca) in termini di accuratezza dei risultati. SPI.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta

29 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Programmazione parallela in ambiente Matlab ( Programmazione parallela in ambiente Matlab ( Libreria MatlabMPI del M.I.T ) E stata installata su AFS per la versione (R14) di Matlab. Permette lattivazione parallella di diverse sessioni Matlab su più processori. I nodi coinvolti eseguono parallelamente lo stesso programma (SPMD). Lo scambio dei dati viene fatto tramite operazioni di lettura e scrittura da/su file. Per il funzionamento sulle macchine linux della griglia la modalità di lancio remoto (rsh/ssh) è stata sostituita con lsrun. Di seguito sono riportati i risultati di un test effettuato con le funzioni della libreria MatlabMPI che misura la velocità di comunicazione, al variare delle dimensioni dei pacchetti inviati, tra le macchine Bw305-2 e Lin4p. SPI.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta

30 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta Realizzata unanalisi dei codici di massimo interesse di tipo commerciale Individuato come prioritari: –FLUENT** Fluidodinamica –ANSYS,ABACUS ** Strutturale –MpCCI ** Interazione fluido struttura –LS-DYNA Strutturale ( ** Installati in modalità ENEA-GRID) Iniziati i test e personalizzazioni

31 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPI.5 Web archive Sono continuati i test di UbiCrawler sviluppato ed integrato in ENEA-GRID: è iniziata lattività di installazione definitiva in previsione dellarrivo dello storage necessario e della connettività GARR opportuna.

32 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 LA II : Riassunto attività

33 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi Sottoprogetti SP II.1 Simulazioni di reti biochimiche SP II.2 Bioinformatica per la creazione di modelli di reti metaboliche e genetiche SP II.3 Ricerca polimorfismi SP II.4 Sviluppo di modelli numerici per analisi strutturali complesse e processi di sinterizzazione SP II.5 Modelling molecolare

34 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPII.1 Biochemical networks simulation SPII.1 Biochemical networks simulation The subproject SP II.1 concerns the study of biochemical networks. The main aims are: modeling through thee use of the principal up-to-date software (E-cell, Copasi) of complex biochemical network dynamics; installation of the tools on Enea Grid and tweak to be compliant with LSF resource manager. analysis, through simulations, of possible modifications of genome or metabolic pathways in order to increase the achieve a better efficiency in the production of a specific molecule of interest; modeling of cellular main pathways with the aim to reproduce a simple living cell in silico. General Activity Description

35 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SP II.1 Steps Implemented installation of the software E-Cell, for biochemical network simulations, on Enea Grid. Two new Classes have been implemented to allow the software to submit batch jobs on LSF queues; implementation of a model for the PolyHydroxyAlcanoate(PHA, a candidate for biodegradable plastic) production by Pseudomonas; implementation of a procedure to analyze the sensibility of a biochemical network with respect to the kinetic parameters involved; implementation of a procedure based on the genetic algorithm for kinetic parameters estimation in a biochemical network.

36 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SP II.1 Next Steps SP II.1 Next Steps analysis of Pseudomonas metabolism to study possible metabolic alterations to incresase PHA production. setting up of further software tools for biochemical network analysis and parameter estimation(COPASI and matlab SBMLToolbox); installation of new tools for gene network analysis from microarray data.

37 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SP II.2 Bioinformatica per la creazione di modelli di reti metaboliche e genetiche E stato messo a punto il database sullattivita di sintesi dei PHA che è ora disponibile al sito Il sito verra migrato, appena possibile, sulle macchine del progetto.

38 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Simulazione del metabolismo degli acidi grassi Biosynthetic pathway for mcl-PHA from fatty acid Fatty acid -oxydation SP II.2 Il tool E-Cell (simulatore delle reazioni biochimiche cellulari) è stato inserito allinterno di un codice di ottimizzazione (basato su algoritmi genetici) per la determinazione di parametri cinetici non noti nel pathway di produzione dei PHA

39 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SP II.4.1 Simulazioni strutturali complesse Modellazione di strutture complesse costituite da materiali a comportamento non lineare quali i materiali compositi e le leghe a memoria di forma (SMA - Shape Memory Alloy) SP II.4.2 Simulazione del processo di sinterizzazione di ceramici tradizionali Sviluppo di modelli comportamentali di materiali ceramici per la simulazione numerica del processo produttivo SP II.4 Sviluppo di modelli numerici per analisi strutturali complesse e processi di sinterizzazione

40 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Modellazione di strutture composite con filamenti in SMA (shape memory alloy) Le difficoltà principali nel modellare strutture composite con filamenti in SMA sono di diverso tipo: difficoltà nel descrivere il comportamento termomeccanico del materiale SMA; introduzione di fenomeni di interfaccia dovuti allaccoppiamento con la restante parte della struttura (ad esempio interfaccia filamento SMA-matrice); necessità di modellare contemporaneamente fenomeni fisici di tipo diverso: fisico, termico e meccanico (ad esempio nella simulazione di attuatori attivati attraverso riscaldamento per effetto joule dei filamenti SMA). SP II.4.1 Simulazioni strutturali complesse In fase di installazione i codici di interesse sul ENEA-GRID

41 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SP II.5 Modelling molecolare Modelling ab-initio di materiali funzionali (2) Interfaccia organico-inorganico (3) Proprietà strutturali ed elettroniche del nitruro di Platino Tutte le attività vengono svolte attraverso lutilizzo di codici di simulazione numerica ab-initio della classe Density Functional Car-Parrinello. Tali codici di simulazione sono particolarmente onerosi sul piano computazionale e richiedono luso di grandi piattaforme di calcolo. I codici di calcolo verranno progressivamente ricompilati ed eseguiti sulle piattaforme di calcolo del progetto essendo i codici disponibili in versione Open Source. Alcuni codici sono stati implemetati ed iniziano aessere usati sullinfrastruttura ENEA –GRID (CPMD, Siesta.)

42 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze Sottoprogetti SP III.1 Fisica delle reti complesse SP III.2 Analisi di vulnerabilità delle reti complesse SP III.3 Modelli e strumenti di supporto alla ottimizzazione e riconfigurazione delle reti SP III.4 Modellistica delle reti complesse viste come aggregati socio-tecnologici SP III.5 Interdipendenza tra reti complesse SP III.6 Sistema informativo per la salvaguardia delle infrastrutture e della popolazione

43 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Obiettivo Studio delle proprietà di robustezza e di vulnerabilità delle reti complesse in base alla loro struttura topologica. Fasi di studio Cambiamento della performance della rete al variare del carico. Quantificare i parametri di robustezza, vulnerabilità, connettività, di una rete in modo da essere misurabili attraverso unattività di modellazione e analisi. Variazione della connettività, vulnerabilità, robustezza, in seguito alla perdita e/o rimozione di alcuni parti della rete. Quale può essere il risultato delladozione di algoritmi di riconfigurazione per far fronte a certe modifiche topologiche della rete.Partner Università di Catania SPIII.1 Fisica delle reti complesse

44 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 GRID-ENEA Al variare del rate di sorgente le diverse simulazioni sono state lanciate per mezzo di uno script esterno al file di simulazione. Tale script ha consentito, sfruttando le potenzialità del GRID-ENEA, di sottomettere contemporaneamente i vari jobs, uno per ogni simulazione. Il lavoro consiste nel misurare la diversa capacità di instradamento dei flussi di pacchetti per le due tipologie di rete con le stesse caratteristiche in termini di banda passante per link, politica di gestione delle code, stessa capacità di generazione del traffico. In particolare si vuole capire per quale tipo di rete il tempo medio di consegna dei pacchetti sia minore a parità di traffico immesso nella rete. Simulatore NS2 Simulatore NS2 Lutilizzo del simulatore permette la ricerca del punto di congestione delle due diverse tipologie di rete, attraverso lanalisi del tempo medio di consegna dei pacchetti al variare del rate di sorgente. Analisi e misura delle differenze prestazionalitra una Internet Network ed una Random Network. SPIII.1 Fisica delle reti complesse

45 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPIII.2 Analisi di vulnerabilità delle reti complesse Obiettivo Studiare la vulnerabilità di reti complesse in termini di affidabilità, sicurezza, qualità di servizio e prestazioni delle reti di telecomunicazione ed informatiche per la protezione ed il controllo (SCADA). Lobiettivo sarà perseguito attraverso: Formulazione di nuove teorie, investigazione di codici di analisi, realizzazione di un ambiente di modellazione. Lambiente di modellazione consentirà di costruire modelli compositi ed eterogenei di reti complesse in funzionamento normale e degradato per eventi avversi (i.e. guasti, anomalie, intrusioni), seguendo tre direttrici principali: –Simulatori di reti per lanalisi di reti di telecomunicazione e sistemi SCADA (congestione, sistemi di code, reazione agli eventi di guasto, prestazioni) e implementazione di nuovi protocolli e funzioni di rete –Predizione stocastica degli indicatori di vulnerabilità tramite Reliability Block Diagrams, Reti di Attività Stocastiche, Analizzatori di affidabilità di Reti, basati su Binary Decision Diagrams)Bayes, Catene di Markov, Reti di Petri) –Verifica formale automatica tramite model checking

46 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 NS2 (Network Simulator 2) è installato sul GRID-ENEA –Lanciatori NS2 netsim2 NAM (Network AniMator) ns2namtool Xgraph ns2xgraph –Larea progettuale di riferimento è cresco/LA3/cresco_sp32_enea ed è raggiungibile /afs/enea.it/project/cresco/LA3/cresco_sp32_enea NS2, istallato per gli obiettivi di SPIII-2, concorre anche agli obiettivi di SPIII-1 ed SP III-5 E possibile eseguire NS2 dalla seguente classe di hosts ClusterFrascatiCasacciaBrindisiPorticitrisaia Hostsbw305-1lin4pferonix0campus03lazaruscampus03 Molto presto sarà disponibile anche la versione parallela di NS2 PDNS (Parellel Distribuited NS2) Uso del simulatore NS2 SPIII.2

47 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Studio del BackBone Nazionale over IP di Telecom Italia -Analisi di vulnerabilità -Reazione ad eventi di guasto singoli e in cascata -Implementazione della funzione di traffic engineering per la riconfigurazione dinamica della reteSPIII.2

48 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Implementazione del protocollo IEC /105 specifico per le reti di telecontrollo delle reti di distribuzione dellenergia elettrica Cabine primarie e secondarie collegate in up/down load via GPRS Verifica delle funzionalità in caso di guasto di uno dei nodi della rete telecom su cui si poggia. Riferimento al black out del 1°gennaio 2004 avvenuto a TorPagnotta. Rete di telecontrollo di ACEA distribuzione (SCADA) SPIII.2

49 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Network Reliability Analyzer (NRA) una prima approssimata modellazione della rete elettrica la indisponibilità della rete elettrica in ciascun punto della rete telco e correlata alla indisponibilità della rete elettrica mediante NRAla indisponibilità della rete elettrica in ciascun punto della rete telco e correlata alla indisponibilità della rete elettrica mediante NRA I Binary Decision Diagrams (BDD) forniscono una tecnica efficiente per codificare e manipolare funzioni booleane, per modellare la connettività di reti booleane e calcolarne laffidabilità.I Binary Decision Diagrams (BDD) forniscono una tecnica efficiente per codificare e manipolare funzioni booleane, per modellare la connettività di reti booleane e calcolarne laffidabilità. Binary Decision Diagram Schema rete elettricaSPIII.2

50 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Obiettivi Progettazione e sviluppo di un package per lottimizzazione delle azioni di configurazione di una rete elettrica in presenza di guasto attraverso la valutazione della loro capacità di incrementare la sostenibilità del servizio compatibilmente con i costi di attuazione. implementazione Algoritmo Genetico in versione sequenziale interazioni tra Algoritmo Genetico e il simulatore elettrico e-Agora test esclusivamente in locale in attesa di macchina Windows su GRID ENEA formulazione della funzione da ottimizzare (attualmente una funzione definita in accordo con quanto trovato in letteratura) definizione del tipo di vincoli che la configurazione di rete deve rispettare (ad esempio quali nodi devono essere necessariamente alimentati). Alternativamente si ricorre ad una penalizzazione della funzione obiettivo. codifica per esprimere i vincoli (stringhe XML e relativo parser) parallelizzazione dell'Algoritmo Genetico realizzazione di una ottimizzazione multiobiettivo SPIII.3 Modelli e strumenti di supporto alla ottimizzazione e riconfigurazione delle reti

51 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Obiettivi: ottimizzazione della qualità dei servizi erogati da una rete di telecomunicazione soggetta a guasti e/o attacchi deliberati a livello fisico, attraverso il raffinamento di un modello fluidodinamico Sviluppo schemi numerici (02/04/ /03/2008)Sviluppo schemi numerici (02/04/ /03/2008) Partendo da modelli numerici che descrivono spazi omogenei è in fase di definizione la realizzazione di schemi numerici robusti. Ottimizzazione delle performance. Ottimizzazione politiche di instradamento (01/05/ /05/2008)Ottimizzazione politiche di instradamento (01/05/ /05/2008) Politiche di instradamento dei pacchetti e della loro relativa ottimizzazione. E stato realizzato un algoritmo che permette di instradare i pacchetti, che giungono ad un determinato nodo, sui relativi link di uscita indipendentemente dallo loro destinazione. Ottimizzazione coefficienti di traffico (01/05/ /05/2008)Ottimizzazione coefficienti di traffico (01/05/ /05/2008) Definizione di funzionali di costo per misurare la capacità di trasmissione di una rete di telecomunicazione e di rilevare il comportamento del traffico sulla rete. Ottimizzazione qualità di servizio (01/05/ /05/2008)Ottimizzazione qualità di servizio (01/05/ /05/2008) Analisi su come garantire l equilibrio tra la richiesta di utilizzo ed il livello di servizio del sistema stesso. Implementazione degli algoritmi (01/10/ /10/2008)Implementazione degli algoritmi (01/10/ /10/2008) Implementazione di due algoritmi che consentono di modellare e simulare il comportamento del carico sulla rete utilizzando due differenti tipologie di routing SPIII.3 Modelli e strumenti di supporto alla ottimizzazione e riconfigurazione delle reti

52 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 SPIII.4 Modellistica delle reti complesse viste come aggregati socio-tecnologici Aggregati Socio-Cognitivo-Tecnologici sono reti di alta complessità e ancora poco conosciuti. Socio-cognitive systems are complex from their nature. They include humans and organizations, they are intelligence-based systems. Their study is a new domain of systemics and requires a meta-systemic approach, Analisi, modellazione e simulazioni sperimentali dei processi decisionali socio- cognitivi dell'alto rischio nelle organizzazioni umane interdipendenti e coinvolte nei processi di protezione socio-tecnologica delle grandi infrastrutture critiche (LCCIs). Identificazione e analisi della loro vulnerabilità (fattori umani dominanti). Metodo A -Metodologia sistemica per reti decisionali basata sul generico modello IPK (information, preferences, knowledge): meta-teoria TOGA - Modellazione: Precautionary Principle in decision-making Contributo ENEA B - Analisi socio-cognitiva (un nodo) dei processi decisionali umani di tipo manageriale: due livelli: sub-simbolico e simbolico, dal punto di vista dei errori umani Contributo ECONA C - Analisi socio-tecnologica (rete organizzativa) dal punto di vista della comunicazione e degli errori organizzativi. Contributo Tor Vergata DII

53 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Obiettivi Lo scopo finale di SPIII5 è la realizzazione di una piattaforma di integrazione di diversi strumenti di simulazione eterogenei dove sia possibile eseguire in modo automatico scenari di guasto o attacco, per evidenziare le problematiche di interdipendenza fra differenti reti complesse La piattaforma risiederà su uno specifico nodo della GRID e dovrà poter fornire questi servizi ad utenti che risiedono su un nodo qualunque della GRIDPartners CRIAI Un. Tor Vergata Un. Campus Biomedico SPIII. 5 Interdipendenza tra reti complesse

54 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 MIDDLEWARE INTERFACCIAMENTO SIMULATORI SIMULATORE RETE ELETTRICA SIMULATORE RETE TELECOM SIMULATORE Infrastruttura n ENEA UTENTI/INTERFACCIA GIS MIDDLEWARE GESTIONE RICHIESTE Modello di Società ad Agenti Modello Entità - Risorse ENEA CRIAI Tor Vergata CAMPUS BIOMEDICO SPIII.5

55 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Protocollo proprietario Web Browser Application Server J2EE servlet container CLIENT ASSOCIA SIMULATORE 1 Wrapper 1 HTTP SIMULATORE 2 Wrapper 2 XML SOAP Modello di società ad Agenti Modello Entità Risorse XML/SOAP LOGINSLA GET POST CONFIGURE SIMULATION SHOW Simulatori Legacy CRIAI SPIII.5

56 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 Stato di avanzamento dei lavori Middleware gestione richieste tra utente e modelli di simulazione (ASSOCIA): terminato e funzionante Simulatori delle interdipendenze di tipo Società ad Agenti (REPAST) e Entità-Risorse (CISIA): terminati e funzionanti Modello ad Agenti integrato con Omnet: terminato e funzionante Modello ad Agenti integrato con e-Agora: in fase di conclusione Modello Entità-Risorse integrato con Omnet: in fase di elaborazione Modello Entità-Risorse integrato con e-Agora: in fase di elaborazione ASSOCIA + REPAST: -settaggio parametri e avvio simulazione funzionante ASSOCIA + CISIA: -configurazione entità/relazioni funzionante -avvio simulazione in fase di elaborazione Middleware interfacciamento simulatori di dominio: in fase di eleborazioneSPIII.5

57 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio SPIII.6 Sistema Informativo geografico per la Salvaguardia delle Infrastrutture e della popolazione (SISI) Ambito: Ambito: LINEA DI ATTIVITA' III - Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze. SP.III.6 – SISI: Sistema Informativo per la Salvaguardia delle Infrastrutture e della popolazione (ENEA Dipart. ACS - Ambiente, Cambiamenti Globali e Sviluppo Sostenibile) Obiettivi: Obiettivi: Il sistema SISI persegue un innovativo approccio diagnostico nei confronti dellanalisi della vulnerabilità del territorio, quale passo propedeutico ad efficaci misure di salvaguardia e/o opzioni di adattamento rispetto a fenomeni o eventi naturali o antropici. Lobiettivo primario di tale strumento consiste nel localizzare elementi o siti territoriali vulnerabili, ricercandoli secondo criteri di vulnerabilità espressi di volta in volta dallutilizzatore e nel rispetto delle peculiarità del territorio. Quanti siti simili esistono sul territorio? E dove sono localizzati? I moduli elaborativi di SISI sono specificatamente progettati per scandire sistematicamente il territorio e rispondere a tali interrogazioni. Inoltre il sistema delimita e restituisce cartograficamente le aree vulnerabili identificate.

58 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio COMPONENTI E FASI ELABORATIVE BANCA DATI GEOSPAZIALE WEB_GIS MODULI SW DI DIAGNOSTICA: RICERCA, INDIVIDUAZIONE E LOCALIZZAZIONE DI SITI VULNERABILI (secondo i criteri definiti dallutilizzatore) DELIMITAZIONE DI AREE VULNERABILI RESTITUZIONE DI MAPPE DI AREE VULNERABILI MODULI SW DI SIMULAZIONE: Progettazione e sviluppo di modelli di simulazione per lesecuzione di indagini di dettaglio su siti pilota vulnerabili rispetto a specifici fenomeni o eventi avversi. Scala Nazionale Scala di dettaglio SELEZIONE SITI PILOTA Definizione ed inserimento dei criteri di vulnerabilità e di ricerca Banca dati geospaziale Archivia e gestisce i livelli informativi necessari per la descrizione virtuale del territorio dettagliata ed aggiornata Componenti e fasi elaborative Innovativi metodi ed algoritmi di analisi e modellistica geospaziale in ambiente GIS WEB_GIS Accesso via internet ed utilizzo ai fini della definizione di misure per la salvaguardia delle infrastrutture e della popolazione

59 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio Componente elaborativa SISI AnalyzeTool E in corso lo sviluppo e limplementazione, mediante specifici ambienti di programmazione, di innovativi Moduli SW per la ricerca e lindividuazione dei Siti Vulnerabili presenti sul territorio. I criteri di vulnerabilità sono interrogazioni al Sistema. Ad esempio: Selezionare i centri densamente abitati, gli insediamenti produttivi, le reti di trasporto, ecc. compresi entro un raggio assegnato (ad esempio 1 km) e caratterizzati da predefinite distanze reciproche (ad esempio a 200 m luno dallaltro) Localizzare le aree urbane nelle cui vicinanze sono presenti raffinerie, depositi di carburante, impianti di trattamento di reflui e rifiuti solidi, industrie, reti di trasporto e corsi dacqua superficiali Selezionare, in base a caratteristiche morfologiche, le cosiddette coste basse (ossia le spiagge), che rappresentano la tipologia di coste potenzialmente vulnerabile a fenomeni di risalita del moto ondoso in occasione di eventi di mareggiata Selezionare le aree caratterizzate dalla presenza, in un dato raggio, di due o più possibili bersagli o fonti di rischio (ad es. intersezioni tra reti di trasporto e reticolo idrografico naturale o artificiale; contiguità tra diverse attività produttive che possono avere impatto negativo luno sullaltro, ecc…)

60 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio RISULTATO: Mappa delle Aree vulnerabili Delimitazione delle Aree vulnerabili come aggregato di Siti Vulnerabili contigui Esempio di criterio di vulnerabilità e di ricerca di Siti Vulnerabili: Si vogliono individuare quei punti del territorio nel cui intorno di raggio 1 km coesistono una serie di elementi territoriali. Nellesempio: Aree Urbane Aree Urbane Reticolo Idrografico Reticolo Idrografico Rete Ferroviaria Rete Ferroviaria Rete stradale Rete stradale Contemporaneamente essi sono incrociati con la Carta della Vulnerabilità idrogeologica.

61 CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 CRESCO Centro Computazionale di RicErca sui Sistemi Complessi


Scaricare ppt "CRESCO – Concertation Meeting – MIUR 14 febbraio 2008 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT."

Presentazioni simili


Annunci Google