ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT

Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi CRESCO  Linea Attività I Polo di Calcolo e nuove funzionalità di GRID Computing S. Migliori ENEA GRID TEAM R. Guadagni, G. Bracco, S. Podda, P. D’Angelo, G. Mencuccini, F. Simoni, A. Perozziello, A. De Gaetano, S. Pecoraro, D. Giammattei, M. De Rosa, M. Caiazzo, A. Palumbo, G. Elmo, S. Pierattini, G. Furini, C. Zini, V. Guastella, M Steffè, R. De Angelis Nuove Risorse Diparimentali Asegni di ricerca Contratti di ricerca ENEA FIM

Contenuto L’ENEA & GRID L’infrastruttura attuale LA1 Realizzazione del Polo di Calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing. Principali Obiettivi Descrizione sintetica dei sottoprogetti (SP 1:5)

ENEA Italian Agency for New Tecnologies, Energy and Environment. 12 research centers in Italy A Central Computer and Network Service (INFO) 6 Computer Centres Casaccia, Frascati, Bologna,Trisaia, Portici, Brindisi Multiplatform resources for serial & parallel computation and graphical post-processing. Others computer resources in ENEA: departments & individuals CENTRO DI BRINDISI

ENEA Network connection ENEA computational resources are distributed over WAN, connected by GARR, the Italian Academic & Research Network ENEA-GARR 9 PoP, 4-32 Mbps Brindisi Bologna Casaccia Frascati Portici Trisaia Palermo Pisa Roma Sede

ENEA GRID ENEA GRID è un sistema integrato capace di rispondere ai seguenti obbiettivi: mettere a disposizione un sistema di produzione capace di offrire i servizi necessari al calcolo scientifico integrare l'insieme di risorse informatiche di ENEA-INFO, distribuite su WAN fornire un ambiente di lavoro unificato e metodi di accesso omogenei per tutti i ricercatori dell'ENEA indipendentemente dalla loro sede di lavoro. mettere a disposizione strumenti capaci di permettere l'integrazione delle risorse informatiche dipartimentali ed individuali e di fornire supporto alle attività sperimentali

Portici Brindisi WEB(ICA) ICA GEANT Citrix Nfuse Citrix Metaframe boquad.bologna.enea.it (30 Gflops) dafne.casaccia.enea.it (200 GFlops) power3.frascati.enea.it (1200 GFLOPS9 Portici Kleos.portici.enea.it (50 GFlops) infocal.trisia.enea.it ( 100 GFlops) Brindisi hermes.brindisi.enea.it ( 10 GFlops) Citrix Nfuse Citrix Metaframe WEB(ICA) ICA

I servizi di ENEA GRID Servizi per il calcolo scientifico: Sistemi paralleli/seriali multipiattaforma AIX, Linux (Alpha,x86,x86_64,IA64), IRIX, Mac OS X, Solaris Risorse 3D e il post-processamento grafico SGI + 3D immersivo Risorse Software: Codici commerciali: Fluent, Gambit, Abacus, Catia, Ansys Codici di “ricerca”: mcnp/x, eranos, fluka,.... Ambienti di sviluppo & analisi: IDL, Matlab, Mathematica, SAS Applicazioni Windows

Risorse di Calcolo in ENEA-GRID OS #cpu Gflops AIX 188 ~1000 Frascati(160),Bologna(8), Portici(18), Brindisi (2) Linux x86 32/64 96 200 Frascati(28), Casaccia(54), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) Linux Alpha 30 40 Casaccia IRIX 27 40 Frascati(8), Casaccia(4), Portici(1),Trisaia(8), Brindisi(1), Bologna(5) Solaris 8 10 Trisaia(4), Casaccia(2), Bologna(?) Windows 18 50 Frascati(6), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) Mac OS X 27 100 Frascati(1), Trisaia(13) Le risorse di Portici, Brindisi & Trisaia sono state incrementate nel quadro del progetto PON TELEGRID

L'architettura di ENEA GRID La scelta di componenti maturi come garanzia di affidabilità e semplicità di gestione: File system distribuito: AFS/OpenAFS Gestore delle risorse: LSF Multicluster Interfaccia grafica: Java and Citrix Technologies Sistema di monitoring: Patrol Server di licenze Strumenti per l'integrazione delle risorse dipartimentali ed individuali File sistem distribuito: AFS per software e dati Condivisione del parco licenze

Architettura di ENEA GRID

Struttura Software concettuale Load Leveler LSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 5° ( Portici) AFS Geographical cross platform& File System Load Leveler LSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 2° (Casaccia) & File System Load Leveler LSF Graphic User Interface Telnet ICA WEB Cluster 6° ( Brindisi) ENEA GRID AFS Geographical cross platform& File System Load Leveler LSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 1° ( Bologna) AFS Geographical cross platform& File System Load Leveler LSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 3° (Frascati) AFS Geographical cross platform& File System Load Leveler LSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 4° (Trisaia )

Interfaccia utente Accesso utente unificato tramite Citrix Presentation Center [ex Metaframe], java e script di shell: Prestazioni ottimizzate su WAN e metodi di comunicazione sicuri Accesso gestito da 6 server Citrix UNIX [ Bologna, Casaccia, Frascati, Trisaia, Portici, Brindisi] 4 server Citrix Windows forniscono accesso alle applicazioni Windows tramite Web(Frascati, Portici, Trisaia, Brindisi).

Integrazione con altri progetti di GRID La filosofia di partecipazione dell’ENEA ad altri progetti di GRID è basata sul concetto di interoperabilità. Ogni progetto di GRID è generalmente caratterizzato da una propria architettura/middleware. L’interoperabilità fra questi può essere assicurata attraverso ==> realizzazione di gateway Progetti: Datagrid FIRB/Grid.it : WP13 Chimica Computazionale EGEE EGEE II

Main activities & resources for EGEE ENEA Main activities & resources for EGEE Integration of EGEE-GRID to ENEA-GRID; 100 CPUs at 20% of time ENEA-GRID Globus Based gateway Globus Based gateway Globus Based gateway GigaBit-Link S-PACI GRID EGEE GRID DataGrid at ESA\ESRIN migliori@enea.it

ENEA GRID and experimental facilities DNA Sequence system ( ABI Prism 3700) Trisaia DB_2 ENEA GRID CPUS WEB ICA SSH DB_1 Controlled Nuclear Fusion: FTU Frascati Tokamak Upgrade Video Acquisition DB_3 Electron Microscope (Brindisi) 300 KeV (sept. 2004)

Il Progetto CRESCO Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi Principali 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 Applicativi 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 Implementazione di soluzioni innovative di GRID computing per le attività di R&S di punta dell’ENEA che richiedano l’utilizzo di risorse computazionali estremamente importanti.

Il Laboratorio Virtuale Schema concettuale dei Laboratori Virtuali di CRESCO inseriti nell’infrastruttura ENEA-GRID ENEA Risorse e infrastrutture ENEA GRID Li Università ed Enti di ricerca Imprese

LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing Sottoprogetti SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN SP I.2 Sviluppo ed integrazione dell’architettura GRID e di grafica 3D SP I.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta SP I.4 Progettazione e sviluppo di librerie per l’implementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi FPGA integrati in un ambiente GRID SP I.5 Web archives

SP I.1 Realizzazione dell’infrastruttura HPCN un sistema di supercalcolo con una un’architettura interna di tipo SMP o di integrazioni di nodi SMP, dotato di sezoni specili (FPGA, CELL,..) Un sistema di storage SAN (Storage Area Network) di ultima generazione collegato in fibra ottica con la rete di interconnessione dei nodi; Un sistema di backup connesso alla SAN tramite un link in fibra ottica dotato del suo server ed hardware di storage ; Impiantistica di servizio indispensabili per tali sistemi

Sala Calcolo CRESCO

SP I.2 Sviluppo ed integrazione dell’architettura GRID e di grafica 3D Integrazione ENEA-GRID con altre architetture di GRID computing Tools per l’utilizzo di sistemi di Grafica Virtuale ed immersiva con sistemi di supercalcolo remoto e per il lavoro cooperativo a livello geografico Integrazione del controllo remoto di un microscopio TEM mediante visualizzazione integrata in tempo reale dei differenti aspetti legati alla determinazione delle caratteristiche locali del campione attraverso immagini e mappature ad elevata risoluzione spaziale Analisi e Realizzazione di Tool innovativi a supporto delle funzionalità GRID

Schema Concettuale CYBERSAR PI2S2 SCOPE ENEA GRID SPACI NEW ? CRESCO EGEE ---> EGEE-2 PI2S2 SCOPE E-DEISA ? ENEA GRID SPACI BeinGRID

Textile Grid Infrastructure Esperimento all'interno del progetto BeinGRID: Business Experiments in Grid. http://www.beingrid.eu Obiettivi del progetto : Adozione di tecnologie grid da parte della piccola e media impresa. Obiettivi dell'esperimento: organizzare un'infrastruttura di grid tra Enea ed industria tessile per migliorare le prestazioni ed i risultati di alcuni software esistenti: schedulatore di produzione (simulatore) allocazione di risorse industriali (database distribuito) negozio virtuale (rendering di immagini e filmati)

Textile Grid Infrastructure Durata: 18 mesi Tecnologie adottate: UNICORE (GS) – calcolo distribuito OGSA DAI – interfaccia di accesso a database IL TUTTO INTEGRATO NELL' INFRASTRUTTURA ENEA ESISTENTE

SP I.2 Sviluppo ed integrazione dell’architettura GRID e di grafica 3D RV on GRID

SP I.2 Sviluppo ed integrazione dell’architettura GRID e di grafica 3D Microscopia remota

SP I.3 Sviluppo ed ottimizzazione di codici applicativi in settori di R&S di punta Codici della ricerca modificati dai ricercatori Fusione Fissione Combustione Materiali Codici di ricerca utilizzati dai ricercatori MCNP MCNPX …… Codici commerciali Fluent Abacus Ansys …

SP I.4 Progettazione e sviluppo di librerie per l’implementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi FPGA integrati in un ambiente GRID Analisi dei benefici all’interno di no specifico codice nell’utilizzo di accelletatori tio FPGA Implementazione di librerie per funzionalità specifiche tip FFT Integrazione delle librerie con il codice di riferimento Integrazione del codice con il GRID ENEA. (ovvero una risorsa del grid avra le funzionalità FPGA.

SP I.4 Progettazione e sviluppo di librerie per l’implementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi FPGA integrati in un ambiente GRID Analisi dei benefici all’interno di no specifico codice nell’utilizzo di accelletatori tio FPGA Implementazione di librerie per funzionalità specifiche tip FFT Integrazione delle librerie con il codice di riferimento Integrazione del codice con il GRID ENEA. (ovvero una risorsa del grid avra le funzionalità FPGA.

SP I.5 Web archives L'attività è volta a fornire un servizio alla comunità scientifica e  industriale italiana consistente in un archivio storico delle pagine  web dei domini .it. Le principali attività previste sono: attivazione dei programmi di "crawler" che indagheranno la rete e  estrarranno i contenuti dei siti del dominio .it compressione e archiviazione dei dati dei testi; disponibilità del  file di rete sul sito web previsto per l'archivio

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Infrastruttura e-learning ENEA Servizi Base Gestione & Erogazione della formazione Sincrona, Asincrona e Mista Scelta Pianificazione Fruizione Accesso Corsi on Line Corsi Aula Aule Virtuali Breeze

Infrastruttura e-learning ENEA Servizi GRID Accesso software applicativi e risorse di calcolo Accesso Scelta Fruizione Software Lavoro Collaborativo Breeze Supercomputing