CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT.

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1 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ITALIAN NATIONAL AGENCY FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY AND THE ENVIRONMENT

2 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 workshop per la promozione di collaborazioni tra i Progetti CRESCO, CYBERSAR, PI2S2, e SCOPE, recentemente finanziati dal bando PON n. 1575 Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi CRESCO S. Migliori, A. Quintiliani, V. Rosato, S. Bologna, S. Taglienti ENEA GRID TEAM R. Guadagni, G. Bracco, S. Podda, P. DAngelo, 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 ENEA INFO [Servizio Centralizzato Informatica e Reti], Roma

3 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Agenda LENEA & GRID –Cenni storici –Linfrastruttura attuale –I progetti Telegrid & Campus Il progetto CRESCO –Principali Obiettivi –La struttura del progetto & Partner –Le aree applicative Coordinamento con gli altri progetti

4 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 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

5 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA computational resources are distributed over WAN, connected by GARR, the Italian Academic & Research Network ENEA Network connection ENEA-GARR 9 PoP, 4-32 Mbps Brindisi Bologna Casaccia Frascati Portici Trisaia Palermo Pisa Roma Sede

6 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 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 ENEA GRID

7 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 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 I servizi di ENEA GRID

8 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Risorse di Calcolo in ENEA-GRID Le risorse di Portici, Brindisi & Trisaia sono state aumentate nel quadro del progetto PON TELEGRID Frascati(6), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) 5018Windows Frascati(1), Trisaia(13) 10027Mac OS X Trisaia(4), Casaccia(2), Bologna(?) 108Solaris Frascati(8), Casaccia(4), Portici(1),Trisaia(8), Brindisi(1), Bologna(5) 4027IRIX Casaccia 4030Linux Alpha Frascati(28), Casaccia(54), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) 20096Linux x86 32/64 Frascati(160),Bologna(8), Portici(18), Brindisi (2) ~1000188AIX Gflops#cpu OS

9 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 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

10 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Architettura di ENEA GRID

11 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Struttura Software concettuale Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 5° ( Portici) & File System Load LevelerLSF Graphic User Interface Telnet ICA WEB Cluster 6° ( Brindisi) AFS Geographical cross platform& File System Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 2° (Casaccia) AFS Geographical cross platform& File System Load LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 4° (Trisaia ) AFS Geographical cross platform& File System Load LevelerLSF 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 LevelerLSF Graphic User Interface LSF multi-cluster as integrator Telnet User programs & commercial code ICA WEB Cluster 1° ( Bologna)

12 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Interfaccia utente Accesso utente unificato tramite Citrix Presentation Center [ex Metaframe], java e script di shell: Prestazioni ottimizate 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).

13 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 DB_1 CPUS ENEA GRID WEB ICA SSH DNA Sequence system ( ABI Prism 3700) Trisaia DB_3 DB_2 Electron Microscope (Brindisi) 300 KeV (sept. 2004) ENEA GRID and experimental facilities Controlled Nuclear Fusion: FTU Frascati Tokamak Upgrade Video Acquisition

14 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Schema di integrazione di apparati sperimentali nel GRID ENEA Electronic Microscope (Brindisi) 300 KeV (sept. 2004) Remote Local Operation TEM Room Local Operation Remote Controlled Web-cam Remote User Local Data AFS Data Integration > 4 TByte Mtaframe AFS Special Driver for TEM Local GRID Cluster

15 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Integrazione con altri progetti di GRID L'obbiettivo della partecipazione di ENEA INFO in altri progetti di GRID è concentrato sulla interoperabilità. Ogni progetto di GRID è caratterizzato da una propria architettura/middleware e l'accesso alle risorse deve risultare compatibile con l'infrastruttura interna: ==> realizzazione di gateway Progetti: Datagrid FIRB/Grid.it : WP13 Chimica Computazionale EGEE EGEE-2 E-DAISA ( In corso di approvazione )

16 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID e il progetto DATAGRID ENEA ha partecipato (unfunded) in DATAGRID (finito 2004) collaborando con ESRIN [ESA] Frascati dove è stato realizzato un gateway DATAGRID ==> ENEA-GRID con funzionalità limitate [sottomissione, pubblicazione dei risultati] Test con l'analisi dei dati satellitari di GOME (livelli di Ozono) [IDL/multicase/multipiattaforma ] ENEA-Geographic SUBMISSION PROCEDURE Input Files LIV1 List of path Input File LIV1 IDL Program GOME Output File LIV2 Input File LIV1 List of path Input File LIV1 Case-1 Case_2 Case n WEB User afs/home

17 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA-GRID e il WP13 GRID.it/Chemgrid Il progetto FIRB GRID.IT nel suo WP13, Chimica Computazionale, comprende un gruppo di ricercatori di ENEA Casaccia. WP13 ha realizzato una piccola GRID sperimentale basata su Globus 3.2 che comprende siti a PG, MI, BO, PD, BA e ENEA Frascati. Il contributo ENEA: un gateway [chemgrid.frascati.enea.it] che permette l'accesso a 16 nodi Linux condivisi con ENEA-GRID. I componenti installati: Server: gatekeeper [compatibile con AFS ed LSF; MPICH-G2] gsiftp [compatibile con AFS] gssklogd [traduce certificato X509 in token kerberos AFS] Client:globus 3.2 installato in AFS ed utilizzabile da ogni server Linux di ENEA-GRID

18 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 EGEE/ENEA Linux Cluster LCG 2.6 Middle-ware has been patched for compatibility with ENEA-GRID architecture, AFS and LSF: Pool account users are pre-defined as standard AFS user of ENEA GRID with AFS homes: e.g. for dteam VO $HOME=/afs/enea.it/grd_egee/user/dteam001... lcmaps has been modified to acquire an AFS token using gssklog. gssklogd daemon has been modified for compatibility with VO security. lsf job manager is used and JobManager.pm and lsf.pm have been modified for compatibility with AFS file system and ENEA LSF configuration. In this approach CE and WN share the same file system via AFS. Jobs can be submitted by edg-job-submit using INFN certification RB and setting explicitly CE: egce.frascati.enea.it. Implementing the gateway: one of the Linux WNs was modified and tested 1) /etc/grid-security and /opt/ directories were completely removed. 2) a new /opt/globus has been created with 2 subdirectories: bin and etc. 3) /opt/globus/etc/globus-user-env.sh is a link to the usual file in an AFS location 4) /opt/globus/bin/globus-url-copy & grid-proxy-info are links to wrappers in AFS e.g.: globus-url-copy -> wrapper wrapper: lsrun -m egce.frascati.enea.it globus-url-copy $*

19 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 where lsrun is the LSF command for immediate execution on a remote host. As a result all data transfer between WN and RB are effectively done by the CE which shares $HOME with WN (AFS). EGEE/ENEA gateway to AIX With the described approach, a similar /opt/globus has been created on IBM SP hosts and the CE egceaix.frascati.enea.it differs from the Linux CE only for the name of the resource where LSF submits are performed. Successful tests have been performed with the same approach also with submissions to SGI/Irix 6.5, to Apple/MacOSX and SGI/Altix IA64 : hosts located at 3 different sites Frascati, Trisaia (Southern Italy), Casaccia Advantage of this approach: easy WN firewall configuration! Limitations: on WN monitoring and accounting middle-ware is not yet available ENEA-INFO site status: site certification in progress Conclusion: successful job submission and result retrieval to AIX, MacOSX,IRIX and Altix IA64 Worker Nodes has been demonstrated using a Linux gateway between EGEE LCG 2.6 and ENEA-GRID.

20 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Gestione & Erogazione della formazione Sincrona, Asincrona e Mista Servizi Base Accesso Scelta Pianificazione Fruizione Corsi on Line Aule Virtuali Corsi Aula Brreze

21 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Accesso software applicativi e risorse di calcolo Servizi GRID Accesso Scelta Fruizione Software Supercomputing Lavoro Collaborativo Brreze

22 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Il Progetto CRESCO Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi Principali Obiettivi Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze

23 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Il Progetto CRESCO Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi Potenziamento delle funzioni tradizionali dellENEA la ricerca – sarà fornito supporto (di tipo sia capacity che capability), attraverso lutilizzo dellinfrastruttura di calcolo, ad attività di ricerca già in corso di svolgimento nellEnte nellambito delle linee programmatiche esistenti; tali attività potranno anche avere una focalizzazione di natura industriale; la formazione – potranno essere potenziate le attività di formazione, in collaborazione con alcune sedi universitarie, al fine di supportare la diffusione delle metodologie sviluppate allinterno del Polo Multidisciplinare negli ambiti tematici oggetto di studio e ricerca, con positive ricadute anche nella creazione di percorsi formativi adatti al successivo reclutamento di personale; il trasferimento tecnologico – verranno istituiti percorsi ed attivati idonei strumenti per favorire lapplicazione industriale delle tecnologie sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di idonei partner (industrial-exploitation partner).

24 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Schema Concettuale NEW ?

25 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Il Laboratorio Virtuale Per le applicazioni finali allutenza Li ENEA Università e altri Enti di ricerca Imprese Schema concettuale dei Laboratori Virtuali di CRESCO inseriti nellinfrastruttura ENEA-GRID

26 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Macrostruttura del progetto Prof. Jack Dongarra Prof. Umberto Ferrari Prof. Agostino Mathis …TBD LA2 ….TBD LA3

27 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Le tre linee di attività di CRESCO Sviluppo software per i servizi finali allutenza SP I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing SP II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di materiali innovativi SP III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze

28 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 SP I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove funzionalità di GRID Computing. Sottoprogetti SP I.1 Realizzazione dellinfrastruttura HPCN SP I.2 Sviluppo ed integrazione dellarchitettura 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 limplementazione efficiente e parallela di nuclei computazionali su dispositivi Field Programmable Gate Arrays (FPGA) integrati in un ambiente GRID. SP I.5 Web archivi

29 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Alcuni aspetti tecnologici del GRID ENEA Integrazione di apparati sperimentali rilevanti (Microscopio Elettronico, …) Integrazione con altre GRID (EGEE,…)

30 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 SP 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 PTPS 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

31 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 SP III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle Reti Tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze Sottoprogetti SP II.1 Fisica delle Reti Complesse SP II.2 Analisi di Vulnerabilità delle Reti Complesse SP II.3 Modelli e Strumenti di Supporto alla Ottimizzazione e Riconfigurazione delle Reti SP II.4 Modellistica delle Reti Complesse viste come aggregati Socio-Tecnologici SP II.5 Interdipendenza tra Reti Complesse SP II.6 Sistema Informativo per la Salvaguardia delle Infrastrutture e della Popolazione

32 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Partner Partner: Università di Salerno Università di Catania Università di Lecce Università di Palermo Università del Sannio Università del Piemonte Orientale Università di Roma Tor Vergata Università di Roma La Sapienza Cons. Interuniversitario ECONA CRIAI – Consorzio Campano di Ricerca per lInformatica e lAutomazione Industriale Consorzio BioTekNet (Centro Regionale di Competenza in Biotecnologie Industriali) Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia Consorzio CETMA Soc. Ylichron (spin-off ENEA)

33 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Collaborazioni dichiarate nel progetto Collaborazioni: Politecnico di Milano – Dipartimento di Elettrotecnica United States Department of State, USA Oak Ridge National Laboratories, USA

34 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Nuove collaborazioni CYBERSAR ? PI2S2 ? SCOPE ? SPACI ? ………………….

35 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Una proposta di armonizzazione Reciproca visibilità sullevoluzione dei progetti Costituzione di un comitato di raccordo Una filosofia di integrazione basata su gateway Invito al prossimo incontro di GRISU a NAPOLI Aprile 2006 (Organizzato da CRESCO &..FII)

36 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005

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38 ENEA-GRID has been developed since 1998 and now it is an integrated infrastructure: offering a production quality, service oriented system covering most of the computational resources belonging to ENEA INFO Scientific Computation Service, connected in a Wide Area Network. providing a unified user environment and an homogenous access method for all ENEA researchers irrespective of their location implementing tools to facilitate the integration of department and individual resources and support to experimental facilities ENEA GRID

39 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 LSF Load Sharing Facility con l'estensione MultiCluster [www.platform.com] Ambiente maturo e multipiattaforma Alta scalabilità (ENEA GRID ~300 cpu) WAN: multicluster. Certificato dai vendor principali (IBM, SGI,..) e integrato con il software commerciale. Integrazione con AFS. Flessibile: ad. es. gestione delle licenze. ENEA GRID 6 LSF clusters: Frascati, Bologna, Casaccia, Trisaia, Portici, Brindisi

40 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Services for research activity in ENEA Multiplatform Parallel systems: AIX, Linux (Alpha,x86), IRIX, [Unicos (Cray)] Graphical simulation & code result post-processing: SGI + 3D immersive facilities Software resources: Commercial Codes: Fluent, Gambit, Abacus, Catia, Ansys Research codes: mcpn/x, eranos, fluka,… Elaboration environments: IDL, Matlab, Mathematica, SAS Windows applications ENEA GRID Services

41 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID Computational resources Portici, Brindisi & Trisaia resources increased in the framework of TELEGRID Project Frascati(6), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) 5018Windows Frascati(1), Trisaia(13) 6014Mac OS X Trisaia(4), Casaccia(2), Bologna(2) 108Solaris Frascati(8), Casaccia(4), Portici(1),Trisaia(8), Brindisi(1), Bologna(5) 4026IRIX Casaccia 10080Linux Alpha Frascati(28), Casaccia(54), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) 200 96 Linux x86 32/64 Frascati(128), Bologna(8), Portici(18) 1000154AIX Gflops#cpu OS

42 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID Graphics and 3D resources C.R. Frascati C.R. Bologna C.R. Casaccia SGI systems are coupled with 3D immersive facilities together with 3D modelling and rendering software as CAVELIB, DV-Mockup, AVS

43 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID ARCHITECTURE A choice of mature components for reliability and easiness of support and maintenance: Distributed File System: AFS Job and resources manager: LSF Multicluster Unified GUI access: Java and Citrix Technologies Quality monitoring system: Patrol Licence Servers Integration with department and individual resources Distributed File System: AFS for software and data Licence pool sharing Possible integration with other institutions

44 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 AFS: enea.it cell AFS (Andrew File System), t he distributed file system developed at Carnegie-Mellow University, commercialized by Transarc & IBM, Open Source dal 2001, www.openafs.org www.openafs.org A mature Client/Server Architecture [scalable, multiplatform]. Optimized for WAN operation: native data replication on server, data cache transparent to the user on client. Security: Kerberos authentication, native authorization management. UNIFORM USER ENVIRONMENT The user HOME directory is the same on all UNIX/Linux platform and its also accessible by Windows system. UNIFORM SOFTWARE DISTRIBUTION Easy multiplatform management of WAN software installation.

45 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 LSF Load Sharing Facility MultiCluster version [www.platform.com] Mature and supported multiplatform environment. High scalability (ENEA GRID >200 cpu) WAN enabled: multicluster. Certified by main vendors (IBM, SGI,..) and integrated with commercial software. Integration with AFS. ENEA GRID 6 LSF clusters: Frascati, Bologna, Casaccia, Trisaia, Portici, Brindisi

46 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 CITRIX (1) Citrix Metaframe, now Citrix Presentation Center, has been used in ENEA-GRID to provide a unified GUI to all resources. Citrix is a leader company in providing multiplatform access to remote computer resources using a client /server approach. Citrix technology assures WAN optimized performances and secure communication methods. ENEA GRID access is managed by 6 Citrix UNIX servers, one for each of the main computer centers: Bologna, Casaccia, Frascati, Trisaia, Portici, Brindisi. 4 Windows Citrix servers provide access to Windows applications (Frascati, Portici, Trisaia, Brindisi). Citrix technology is also used to provide Web access to ENEA GRID offering a user/application oriented environment

47 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 CITRIX (2) ENEA GRID makes use of Citrix Metaframe to publish an application providing a unified GUI interface all the available resources Application components: Java (GUI) shell scripts EnginFrame

48 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Windows servicesUnix/Linux Services CITRIX: ENEA GRID Web Access http://www.afs.enea.it

49 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 AFS Geographical multiplatform File System AIXSGI SUN HP WinLinux Linux Alpha … LSF User programs and commercial codes LSF multi-cluster as integrator XTERM Graphical User Interface Web Portal Citrix ICAWEB Monitoring service quality Load Leveler RMS ENEA GRID Architecture

50 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 GRID usage, examples and some case studies 650 registered users 2 TB stored software/data out of 4 TB available in enea.it AFS cell Examples and cases studies Running FLUENT on ENEA GRID Support to department experimental research: Biotechnology Electron microscopy Nuclear fusion research

51 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 FLUENT (CFD) code batch submission LSF Options -o filename.%J- output file -w done(idjob) - start after idjob -u e-mail userid - output by E-mail -b begintime - job start time …. A FLUENT case can be run from a dedicated GUI for submission

52 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Monitoring job status by xlsbatch (LSF) xlsbatch information Jobid Users Job status Queues Submission host Run host Submission time Submission command ….. Job status:

53 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Monitoring host status by xlsmon (LSF) Status of sp3-1 host using xlsmon utility

54 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 3D CFD Simulation on Aircraft Axial Turbin Stage with Wake & Vortex Shedding Analysis on Turbine Blades [FLUENT] Temperature & wakes interactions Large Eddy Simulation (LES) provides high resonable results on wake analysis and turbine stage performance. Secondary flow prevision and 3D Path Lines analysis Temperature contours on Stator blades & Cp experimental data comparison Mesh: 1 million cells CPU Time: 6000 hours Elapsed Time: 525 hours on 12 IBM SP3 platforms

55 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Caratteristica parabolica dello smorzatore con valvola aperta fino a 3 mm Punto di progetto (apertura valvola) CFD Analysis of a fluid dumper [FLUENT ] Vortex stagnation Secondary flux Primary Flux Mesh: 600,000 cells CPU Time: 960 hours Elapsed Time: 130 hours on 8 Linux platforms

56 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 FLUENT performance on different platforms in ENEA GRID Cpu time normalized to the case: Sp4-1, 2 CPUs GHz#CPU IRIX 0.48Onyx. 1.88bw 34C..03 Linux 1.38Pace 1.316Ostro 1.132Sp4-1.37516Sp3-1 AIX Scaling with #CPU & platform type

57 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 DB_ 1 CPUS ENEA GRID WEB ICA SSH DNA Sequence system ( ABI Prism 3700) Trisaia DB_3 DB_ 2 Electronic Microscope (Brindisi) 300 Kev (sept. 2004) ENEA GRID and experimental facilities Controlled Nuclear Fusion: FTU Frascati Tokamak Upgrade Video Acquisition

58 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID: FTU video acquisition data

59 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID & GRID PARADIGM GRID concept: coordinated resource sharing and problem solving in dynamic, multi-institutional virtual organizations Foster & Kesselman, The Anatomy of the Grid, 2001 ENEA GRID infrastructure has been designed to provide a multisite resource sharing inside ENEA, both to optimize the utilization of Central Computer Service (ENEA INFO) resources and to integrate the other resources available inside the organization. VO concept can not be fully developed inside an unique organization but similarities can be found with Project Groups sharing specific resources and ENEA GRID components can provide support to this (AFS groups, LSF resources). There are cases where ENEA GRID infrastructure has been used in support to the collaboration with other institutions (+ other GRID projects)

60 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID ANSALDO (GE) ENEA (ISPRA) ORNL (USA) CRIOTEC (TO) DATA sharing Applications in ENEA GRID Sharing Working Sessions (Citrix) ENEA IGNITOR/Pellet Collaboration Activity

61 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID architecture answers to many of the challenges posed by the GRID Problem : unique authentication, authorization, resource access and resource discovery, Foster & Kesselman 2001 ENEA GRID & GRID PARADIGM The choice of mature components (LSF & Citrix - proprietary, AFS - opensource project since 2000) reduce the generality of ENEA GRID as a GRID model but improves greatly the reliability and the easiness of update & management: production quality infrastructure. Sensor nets Colleagues Data archives Computers Software catalogs by Ian Foster

62 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID EXPERIENCE Some consideration can be drawn from the analysis of the operation of ENEA GRID infrastructure in the last years. User acceptance of GRID working mode requires a new cultural approach to the access to computational resources and depends strongly on the service quality: Value of the accessed resources Efficient networking and system faults monitoring Support of user customization for GRID environment The administration of a distributed & integrated resource system is a technical, cultural and organization challenge in a diversified structure as ENEA.

63 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID improvements in progress Increasing resources: AIX +32 SP nodes/Frascati, Cluster 16 AMD 64bit/Casaccia, Cluster 8 G5/Trisaia, 2 CPU AIX/Brindisi (TELEGRID Project). Extending Windows services. AFS optimization. Studies in collaboration with CASPUR to manage the replication of large amount of data over WAN with better performances than AFS. Participation in CASPUR storage technology tracking activity (SAN systems and file systems testing and evaluation, AFS implementation for parallel systems [IPP Garching]=> DEISA Grid Project)

64 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Connection with other GRID Projects Each GRID project is characterized by its own architectural design and middleware. The focus of the partecipation of ENEA INFO in other GRID projects is GRID interoperability Access to ENEA GRID through other GRID models should be compatible with ENEA GRID architecture: gateway implementation. Current GRID projects: EGEE [Datagrid] FIRB/Grid.it : WP13, Computational Chemistry (CHEMGRID), Perugia Univ., ENEA Casaccia, et al. ENEA activity starting July 2004 at Frascati

65 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID and DATAGRID PROJECT ENEA has partecipated (unfunded) in DATAGRID project (ended 3/2004) through the collaboration with ESA, ESRIN Laboratory in Frascati. A gateway bewteen DATAGRID infrastructure and ENEA- GRID has been set-up at ESRIN enabling the submission of jobs from DATAGRID to ENEA-GRID The gateway has been tested running the analysis of the data from the GOME satellite (Ozone level) using IDL codes which can be easily run in a multiplatform environment. The gateway provided a limited integration between the different GRID environment: EGEE should a attain a full integration

66 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA-Geographic SUBMISSION PROCEDURE Input Files LIV1 List of path Input File LIV1 IDL GOME Program Output File LIV2.jpg Image Input File LIV1 List of path Input File LIV1 IDL Program GOME Output File LIV2.jpg Image Input File LIV1 List of path Input File LIV1 Case-1 Case_2 Case n WEB User afs/home ENEA GRID/DATAGRID Test case: GOME data analysis

67 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID/DATAGRID : GOME run cases in ENEA

68 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID/DATAGRID: GOME results on Web

69 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA-GRID and EGEE Project EGEE (Enabling GRID for e-science in Europe) is a project in the 6 th EU framework program, with the mission to deliver production level GRID services [www.eu-egee.org]. ENEA is one of the funded partners in the project, inside the Italian partecipation which is coordinated by INFN. EGEE project is starting (April 2004); a kick-off Meeting has been hold in Cork, April 2004. The installation of a small testing environment (7 Linux boxes) with standard EGEE middleware is currently in progress at ENEA Frascati. The development of a gateway to ENEA-GRID will follow.

70 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005

71 C onferenza GARR 2005 La rete daPERtutto Pisa 10-13 maggio 2005 Contenuto Che cosa è ENEA-GRID Il paradigma di GRID & ENEA-GRID Integrazione con altre infrastrutture di GRID L'architettura di ENEA-GRID, infrastruttura distribuita per la condivisione di risorse informatiche dedicate al calcolo scientifico S. Migliori, G. Bracco, P. D'Angelo ENEA INFO [Servizio Centralizzato Informatica e Reti], Roma migliori@enea.itmigliori@enea.it, bracco@frascati.enea.itbracco@frascati.enea.it

72 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA Ente per le Nuove Tecnologie l'Energia e l'Ambiente 12 centri di ricerca ENEA-INFO: il servizio Centralizzato di Informatica e Reti 6 Centri di Calcolo Casaccia, Frascati, Bologna,Trisaia, Portici, Brindisi Risorse Multipiattaforma per il calcolo seriale/parallelo e per il post processamento grafico. Risorse di calcolo dipartimentali ed individuali Centro di Brindisi

73 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA Ente per le Nuove Tecnologie l'Energia e l'Ambiente 12 centri di ricerca ENEA-INFO: il servizio Centralizzato di Informatica e Reti 6 Centri di Calcolo Casaccia, Frascati, Bologna,Trisaia, Portici, Brindisi Risorse Multipiattaforma per il calcolo seriale/parallelo e per il post processamento grafico. Risorse di calcolo dipartimentali ed individuali BOL CAS FRA BRI POR TRI

74 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 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 ENEA GRID: perchè

75 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 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 I servizi di ENEA GRID

76 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Risorse di Calcolo in ENEA-GRID Le risorse di Portici, Brindisi & Trisaia sono state aumentate nel quadro del progetto PON TELEGRID Frascati(6), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) 5018Windows Frascati(1), Trisaia(13) 10027Mac OS X Trisaia(4), Casaccia(2), Bologna(?) 108Solaris Frascati(8), Casaccia(4), Portici(1),Trisaia(8), Brindisi(1), Bologna(5) 4027IRIX Casaccia 4030Linux Alpha Frascati(28), Casaccia(54), Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4) 20096Linux x86 32/64 Frascati(160),Bologna(8), Portici(18), Brindisi (2) ~1000188AIX Gflops#cpu OS

77 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 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

78 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 AFS: cella enea.it AFS (Andrew File System), sviluppato presso Carnegie-Mellow University, commercializato da Transarc & IBM, Open Source dal 2000, www.openafs.org. www.openafs.org Una architetture Client/Server matura [scalabile, multipiattaforma]. Ottimizzato per funzionamento su WAN: replicazione dei dati su server, cache trasparente all'utente sul client. Sicurezza: Kerberos, gestione nativa dell'autorizzazione. AMBIENTE UNIFORME per l'utente La HOME directory è la stessa su tutte le piattaforme UNIX/Linux ed essa è accessibile anche da Windows. DISTRIBUZIONE UNIFORME del software anche multipiattaforma Semplificazione della gestione/distribuzione dell software su WAN.

79 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 LSF Load Sharing Facility con l'estensione MultiCluster [www.platform.com] Ambiente maturo e multipiattaforma Alta scalabilità (ENEA GRID ~300 cpu) WAN: multicluster. Certificato dai vendor principali (IBM, SGI,..) e integrato con il software commerciale. Integrazione con AFS. Flessibile: ad. es. gestione delle licenze. ENEA GRID 6 LSF clusters: Frascati, Bologna, Casaccia, Trisaia, Portici, Brindisi

80 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Interfaccia utente Accesso utente unificato tramite Citrix Presentation Center [ex Metaframe], java e script di shell: Prestazioni ottimizate 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).

81 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Architettura di ENEA GRID

82 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID & il paradigma di GRID (1) GRID concept: coordinated resource sharing and problem solving in dynamic, multi-institutional virtual organizations (VO) Foster & Kesselman, The Anatomy of the Grid, 2001 Il concetto di VO concept non può essere sviluppato a fondo in una singola organizzazione ma la complessità dell'ENEA costringe a ricercare strumenti con funzioni tipiche da VO (ad es. gruppi AFS, risorse LSF). ENEA-GRID fornisce comunque la condivisione coordinata delle risorse, ottimizzando l'utilizzo di quanto messo a disposizione da ENEA INFO e promuovendo l'integrazione delle altre risorse interne all'ente. Le funzionalità garantite dai componenti di ENEA GRID sono quelle tipiche del mondo GRID ed alcune ne costituiscono delle estensioni [ad es. gestione licenze]

83 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Quindi ENEA GRID fornisce una possibile risposta al GRID Problem : unique authentication, authorization, resource access and resource discovery, Foster & Kesselman 2001 ENEA GRID & il paradigma di GRID (2) La scelta di componenti maturi (LSF & Citrix - proprietari, AFS – progetto opensource dal 2000) riduce la generalità di ENEA GRID come modello di architettura di GRID ma ne aumenta l' affidabilità e la facilità di gestione. Sensor nets Colleagues Data archives ComputersSoftware catalogs by Ian Foster

84 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 L'esperienza di ENEA GRID ENEA GRID è in produzione dal 1998 Attualmente ~650 utenti registrati e ~2 TB di software e dati Le nuove risorse vengono sistematicamente integrate L'utilizzo da parte dell'utente di modalità tipiche di GRID richiede un cambiamento di approccio all'accesso alle risorse di calcolo e l'accettazione dipende fortemente dalla qualità del servizio: Valore delle risorse messe a disposizione Efficienza della rete Monitoraggio del funzionamento complessivo Supporto all'utente per l'utlizzo dell'ambiente La gestione di un sistema distribuito ma integrato in una organizzazione complessa come l'ENEA costituisce una sfida organizzativa, tecnica e culturale.

85 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Integrazione con altri progetti di GRID L'obbiettivo della partecipazione di ENEA INFO in altri progetti di GRID è concentrato sulla interoperabilità. Ogni progetto di GRID è caratterizzato da una propria architettura/middleware e l'accesso alle risorse deve risultare compatibile con l'infrastruttura interna: ==> realizzazione di gateway Progetti: Datagrid FIRB/Grid.it : WP13 Chimica Computazionale EGEE

86 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA GRID e il progetto DATAGRID ENEA ha partecipato (unfunded) in DATAGRID (finito 2004) collaborando con ESRIN [ESA] Frascati dove è stato realizzato un gateway DATAGRID ==> ENEA-GRID con funzionalità limitate [sottomissione, pubblicazione dei risultati] Test con l'analisi dei dati satellitari di GOME (livelli di Ozono) [IDL/multicase/multipiattaforma ] ENEA-Geographic SUBMISSION PROCEDURE Input Files LIV1 List of path Input File LIV1 IDL Program GOME Output File LIV2 Input File LIV1 List of path Input File LIV1 Case-1 Case_2 Case n WEB User afs/home

87 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA-GRID e il WP13 GRID.it/Chemgrid Il progetto FIRB GRID.IT nel suo WP13, Chimica Computazionale, comprende un gruppo di ricercatori di ENEA Casaccia. WP13 ha realizzato una piccola GRID sperimentale basata su Globus 3.2 che comprende siti a PG, MI, BO, PD, BA e ENEA Frascati. Il contributo ENEA: un gateway [chemgrid.frascati.enea.it] che permette l'accesso a 16 nodi Linux condivisi con ENEA-GRID. I componenti installati: Server: gatekeeper [compatibile con AFS ed LSF; MPICH-G2] gsiftp [compatibile con AFS] gssklogd [traduce certificato X509 in token kerberos AFS] Client:globus 3.2 installato in AFS ed utilizzabile da ogni server Linux di ENEA-GRID

88 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 ENEA-GRID e il progetto EGEE EGEE (Enabling GRID for e-science in Europe) è un progetto del 6° programma quadro europeo che ha la missione di fornire servizi GRID come sistema di produzione [www.eu-egee.org]; inizio Aprile 2004. ENEA è una dei partner [funded] all'interno della partecipazione italiana che è coordinata da INFN. Impegno di ENEA: ~100 cpu ( 20%), seconda metà 2005. Attualmente il middleware di EGEE è in corso di installazione a Frascati 4 macchine di servizio e 16 nodi di calcolo [Linux]. Si prevede l'accesso anche a risorse AIX tramite un gateway Linux

89 CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005 Ringraziamenti L'attività di ENEA GRID è resa possibile da molti attori in ENEA: S. Taglienti, R. Guadagni, F. Simoni, A. Perozziello, A. De Gaetano, S. Pecoraro, D. Giammattei, M. De Rosa, M. Caiazzo, A. Palumbo, G. Elmo, S. Pierattini, M. Impara, G. Furini, C. Zini, V. Guastella, A. Quintiliani,... da Ditte supporto software: Nice, SysMan, Esse3Esse, CRIAI, BMC, Infordata,.. che hanno contribuito con l'attività di: A. Secco, A. Falzone, C. Sciò, M. Fina, V. Pirone, A. Borelli, A. Brancaccio, L. Murianni,..