6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano1 IL NUOVO PROGETTO GRID INFN SCOPO: Studio e sviluppo di una infrastruttura di calcolo per lINFN distribuita su area geografica.

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1 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano1 IL NUOVO PROGETTO GRID INFN SCOPO: Studio e sviluppo di una infrastruttura di calcolo per lINFN distribuita su area geografica e connessa da una rete ad alta banda a strutture simili in corso di sviluppo negli altri paesi europei. Lo sviluppo dellarchitettura e dei tools software necessari sara fatto in collaborazione con le altre Istituzioni dei paesi europei (UK-RAL,FR-In2p3,SP-IFAE…) allinterno di un progetto europeo comune REQUIREMENTS : linfrastruttura di calcolo dovra essere capace di soddisfare i bisogni di calcolo dei moderni esperimenti e in particolare quelli degli esperimenti a LHC e Virgo che sono ordini di grandezza superiori di quelli attualmente in corso al CERN. I risultati degli studi del progetto Monarc costituiranno un costante punto di riferimento per lo sviluppo del progetto

2 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano2 The Grid Dependable, consistent, pervasive access to [high-end] resources Dependable: Can provide performance and functionality guarantees Consistent: Uniform interfaces to a wide variety of resources Pervasive: Ability to plug in from anywhere

3 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano3 Layered Architecture Applications Core Services Metacomputing Directory Service GRAM Globus Security Interface Heartbeat Monitor Nexus Gloperf Local Services LSF CondorMPI NQEEasy TCP SolarisIrixAIX UDP High-level Services and Tools DUROCglobusrunMPINimrod/GMPI-IOCC++ GlobusViewTestbed Status GASS

4 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano4 Storia del progetto GRID INFN Dallinizio del 1999 il CNTC ha cominciato a discutere ed esaminare le tecnologie piu adatte a soddisfare i bisogni di calcolo degli esperimenti a LHC e in particolare a realizzare il sistema di Centri Regionali distribuito a vari livelli (Tier1..Tier4) proposto da Monarc. Vedi verbale CNTC 16/4/99 Riunione congiunta con esperimenti 28/6/99 a Napoli per definire i requirements e computing models favoriti çIndicazione verso Centri Regionali distribuiti Tier1…Tier4 Workshop CNTC di Martina Franca 28/10/99. Definizione di un programma di attivita per CNTC ed esperimenti a LHC e Virgo per arrivare a formulare una proposta di sperimentazione di una infrastruttura di calcolo distribuita in linea con i requirements

5 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano5 Storia…. Workshop di Milano 16/12/99 e CNTC 21/12/99 a conclusione di un primo ciclo di discussioni nel CNTC, allinterno degli esperimenti e di valutazioni tecniche approfondite çConferma orientamento verso la sperimentazione di tecnologie atte a realizzare Centri Regionali distribuiti çOrientamento verso la sperimentazione delle Computing GRID

6 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano6 Levoluzione del progetto Europeo Discussioni a livello Europeo in parallelo con le discussioni interne allINFN sulla stessa tematica Meeting tra EU and HEPCCC in Novembre 99 çincoraggia la formulazione di un progetto europeo che affronti lo sviluppo di una tecnologia adeguata ad affrontare la problematica del calcolo distribuito alla scala degli esperimenti LHC Direttivo INFN di Dicembre 99 da mandato a M. M. e F.Ruggieri a partecipare alle riunioni per il lancio del progetto Kick-off meeting al CERN 11 gennaio, 2000 çOK dal CERN e dai membri di In2p3, RAL-Pparc, Ifae, Nikhef, Ung. ç2 Task forces: preparazione parte tecnica e proposal La EU incoraggia a sottomettere un proposal per il 10 Maggio 2000 13 Febbraio 2000 sottomesso alla CE outline del progetto

7 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano7 Descrizione del Progetto Europeo Scopo : Sviluppo e dimostrazione di WA Comp. Fabric Focalizza gli sforzi per risolvere le tematiche che sono caratteristiche del mondo della fisica delle Alte Enegie e Nucleare e non sono coperte da altri progetti di GRID : çmanagement di grandi quantita di dati (Pbytes) çhigh throughput computing çmanagement delle computing fabrics locali e wide-area GRID Sviluppo del Middleware Realizzazioni di Testbed demonstrators usati su casi reali Collaborazione con altre scienze çOK a partecipare da parte di una collaborazione di Istituti Metereologici Europei organizzata da CNR-Bologna Collaborazione con lIndustria çPartners Italiani

8 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano8 EU-Project : il programma di attivita Lista preliminare dei Workpackages: çcomputing fabric management çmass storage management çwide area data management çwide-area workload management çwide-area application monitoring çapplication development/adaptation EU-Project : Le risorse çNational/regional part of the GRID funded by national agencies çEU financial support for development of midddleware, overall integration and operation of testbeds

9 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano9 Prospettive e benefici dal Progetto GRID per lINFN Sfruttamento ottimale delle risorse di calcolo e di storage presenti nellINFN e in HEP tramite lo sviluppo di un software middleware di alto livello che consentira un accesso trasparente a tutte queste risorse Acquisizione di una tecnologia di frontiera nelle sedi INFN che in prospettiva potrebbere trovare una larga applicazione in: çAltri settori scientifici che hanno un comune il problema dellaccesso e dellanalisi distribuita di grandi moli di dati çSettori commerciali come ISP/ASP che si trovano a fronteggiare lesigenza dello sviluppo di cluster scalabili in siti centrali diversi per fronteggiare la domanda che viene dal Web, dalle ricerche su grandi archivi di dati e dal commercio elettronico çUniversita : indirizzo applicativo informatico laurea in Fisica

10 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano10 Alcuni numeri per il progetto Europeo ed INFN Estimated computing resources required at CERN for LHC experiments in 2006 (Da Tech prop. e Monarc) collaborationALICEATLASCMSLHCBTotal CPU capacity (SPECint95)2006450,000600,000600,00070,0001,720,000 annual inc.150,000200,000200,00015,000565,000 estimated # cpus in 20062,2503,0003,0003508,600 disk capacity (TB) in 2006300550550801,480 annual inc.9020020020510 mag. tape capacity (PB)20063.73.43.41.411.9 annual inc.2.02.02.00.96.9 aggregate I/O rates (GB/sec)disk10010010012312 tape1.20.40.40.22.2 çSPECint 95: A modern PC has a performance of roughly20-30 SPECint95s. We expect this to grow to around 200 SPECint95s by 2006.

11 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano11 Assunzioni Progetto Europeo Estimated computing resources for an LHC Regional Computing Centre (2006) (Da Monarc) CPU capacity120,000 SI95 disk capacity110 Tbytes disk I/O rate20 GBytes/sec tape storage0.4 PetaBytes WAN connection2.5 Gbits/sec

12 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano12 I TESTBEDS DEL PROGETTO EUROPEO E INFN E opinione condivisa in Europa e in USA che per sviluppare la tecnologia GRID adatta a risolvere i problemi del calcolo dei futuri esperimenti sia necessario sviluppare dei testbeds che si sviluppino nel tempo fino ad arrivare a una dimensione non trascurabile di quanto sara necessario per LHC (10-20%) Questo deriva : çDalla complessita del Calcolo a LHC che al momento non ha uguali in altri settori scientifici o della societa *ma pero ne anticipa le esigenze (vedi talk Obectivitj e Nag a Chep2000) çDalla recente esperienza di Babar che ha mostrato come a questo livello di complessita i problemi non scalino Si ritiene quindi che la validazione del middle-ware debba essere fatta su un Tier0 di circa il 50% di un centro per un esperimento LHC 2006 e su centri regionali fino al 20% negli altri paesi Europei

13 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano13 Babar results in writing using Objectivity 4 datamovers

14 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano14 TEMPI DI PREPARAZIONE PROGETTO Eu-Grid Prossime scadenze Eu-Grid e conseguenze per lINFN 7 Marzo : Workshop al CERN per definire il workplan e i packages da sviluppare çIl gruppo tecnico Grid-INFN ha gia formulato le proposte INFN 15 Marzo : Preparazione Draft con Workplan, schedule, risorse çApprovazione del Draft da parte Management INFN 30 Marzo : finalizzazione del progetto : Istituzioni partecipanti, risorse richieste, piano attivita, deliverables, schedule etc.. Inizio Scrittura Progetto Eu-Grid 30 Marzo - 30 Aprile : finalizazzione documento da sottomettere alla firma delle Istituzioni partecipanti 30 Aprile -10 maggio : Firma del documento dai rappresentanti delle Istituzioni

15 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano15 STATO PREPARAZIONE PROGETTO INFN-Grid Scala dei tempi concordata nella riunione CNTC del 28/10/99 Inizio immediato allinterno degli esperimenti della discussione sullo sviluppo della tecnologia per i Centri regionali LHC e Virgo Costituizione immediata di un gruppo tecnico per la valutazione delle tecnologie. Riunioni al CNAF 29/11/99, 14/12/99 26 Febbraio : Documenti finali approvati ufficialmenti dgli esperimenti e contenenti : çIndicazione del modello di computing che si intende adottare per la sperimentazione *Struttura gerarchica distribuita Tier1..Tier4 alla Monarc *Sedi che intendono partecipare alla sperimentazione e in che ruolo *Scelta della tecnologia di base per linizio della sperimentazione *Piano di attivita per lutilizzo dei test beds *Manpower disponibile per lo sviluppo della tcnologia

16 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano16 Le decisioni preliminari degli esperimenti :CMS Verbale della riunione di CMS Italia a Firenze 25/11/99 (P. Capiluppi- Comp Coord CMS) CMS Italia preferisce un Centro Regionale (Tier1) presso una unita INFN coinvolta in CMS çLa complessita del calcolo a LHC richiede infatti la possibilita di accedere direttamente con privilegi ai sistemi specialmente nella fase iniziale di sperimentazione( Reboot, kill di jobs, daemon etc.) CMS Italia preferisce un Centro Regionale Tier 1 distribuito misto che vede una sede come riferimento primus inter pares CMS Italia ritiene che si debba rapidamente andare verso sperimentazioni reali di un Centro Regionale del tipo proposto utilizzando gli studi HLT come use case reale Verbale della riunione CMS Comp. Italia a Padova 11/2/2000 (P. Capiluppi) Le tecnologie di Grid (e Globus) sono da sperimentare in quanto possono costiture il mezzo per realizzare il calcolo distribuito (e gerarchico) necessario ad LHC e all'INFN (CMS). La partecipazione di CMS deve essere chiara e qualificata per lo sviluppo dei tools che costituiranno la base dei Centri Regionali. CMS Italia intende pertanto partecipare al Progetto di Grid Europea con tutte le risorse che riuscira' a mettere in campo.

17 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano17 Le decisioni preliminari degli esperimenti : ATLAS Mail di L. Perini (Comp. Coord. Atlas) 15/2/2000 ATLAS-Italia e' intenzionato a realizzare un RC (Tier1) in Italia per lo start-up di LHC. L'ipotesi preferita per l'implementazione si avvale dei servizi forniti dai Consorzi di Calcolo per l'outsourcing del personale di tipo sistemistico e presumibilmente per ospitare l'hardware di calcolo (di proprieta' INFN) ATLAS-Italia e' interessato alla sperimentazione dei tools di GRID, come delineato nel progetto EU-GRID, per realizzare in modo trasparente la distribuzione delle risorse di calcolo e dei dati fra i diversi Tier-n a disposizione della Collaborazione La realizzazione per il 2003 di un prototipo in scala circa 20% dell'installato prevedibile per il 2006 presenta molti vantaggi I siti individuati per la partecipazione alla fase iniziale di prototipizzazione sono due: Roma1 e Milano, con Roma1 capofila

18 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano18 Le decisioni preliminari degli esperimenti : ALICE Mail di A. Masoni (Comp Coord. Alice) 17/2/2000 Dato il ruolo che la collaborazione italiana ricopre all interno di ALICE si ritiene necessario poter avere un centro regionale Tier1 in Italia Si ritiene che la tecnologia della GRID possa costituire un valido approccio. ALICE-Italia è pertanto disponibile a partecipare allattività di sperimentazione di prototipi di centri regionali con tecnologia GRID Si ritiene che la strutturazione definitiva in termini di centri Tier-1,2,3 debba venire dai risultati della sperimentazione. L orientamento attuale è verso una architettura basata su un centro Tier1 distribuito fra due o tre sedi e tre o più centri Tier2. Una struttura di questo tipo tiene conto della distribuzione delle risorse nelle varie sedi e ne consentirebbe un ottimale utilizzo.

19 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano19 Le decisioni preliminari degli esperimenti : Virgo Mail di F. Ricci (17/2/99) Come Ti avevo assicurato nella riunione di Milano della commissione da Te presieduta mi sono fatto carico di innescare nell'ambito della parte italiana dell'esperimento la discussione relativa al problema della partecipazione di Virgo alla sperimentazione di Grid. Si e' avuta una rapida convergenza sul manifestare la nostra disponibilità a tale processo di sperimentazione ed abbiamo individuato un gruppo di persone, (praticamente uno per ciascuna sezione partecipante al progetto Virgo) che possano dedicare una limitata percentuale del loro tempo a questo scopo. Noi siamo coscienti che Grid non risolve da solo il problema del calcolo di Virgo ma che si tratta certamente di una strada da esplorare insieme con la costituzione di solidi centri fortemente interconnessi per l'elaborazione ed il calcolo dei dati dell'esperimento. Sono quindi nella condizione di assicurarTi, come Virgo Italia, il nostro pieno interessamento allo sviluppo di questi progetti

20 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano20 LE DECISIONI PRELIMINARI DEGLI ESPERIMENTI Tutti gli esperimenti sono daccordo sui seguenti orientamenti (ATLAS, CMS, ALICE, VIRGO) Dato il ruolo che hanno e per sfruttare al meglio gli investimenti fatti le collaborazioni italiane ritengono necessario poter avere un Centro Regionale Tier1 in Italia Si ritiene che la tecnologia della GRID possa costituire un valido approccio. Tutti gli esperimenti sono pertanto disponibili a partecipare da subito allattività di sperimentazione di prototipi di Centri Regionali con tecnologia GRID fornendo tutte le risorse che potranno mettere in campo Si ritiene che la strutturazione definitiva in termini di centri Tier-1,2,3 debba venire dai risultati della sperimentazione. Una struttura di questo tipo tiene conto della distribuzione delle risorse nelle varie sedi e ne consentirebbe un ottimale utilizzo.

21 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano21 INFN-GRID : future scadenze (da discutere..) 6 Marzo a Milano lancio progetto INFN GRID çStrutture manageriali del progetto çPiano di attivita çmanpower, schedule e milestones 7 Marzo al CERN : definizione contributo INFN e partners industriali INFN al progetto Eu-Grid 30 Marzo preparazione draft contenente çworkplan INFN-Grid çcontributo INFN EU-Grid çmanpower disponibile çpiano attuazione testbeds çschedule e milestones 30 Marzo -30 Aprile discussione draft nellINFN e finalizzazione progetto 30 Aprile presentazione progetto per lapprovazione finale in sintonia con il progetto EU-Grid

22 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano22 INFN-GRID : Piano di attivita Contributo allo sviluppo dei tools comuni nel progetto Eu-Grid Realizzazione dei servizi necessari allimplementazione dei tools per tutto lINFN çCertification authority INFN riconosciuta da Eu-Grid e Us-Grid çImplementazione del sistema di Security per lutilizzo delle risorse e delle infrastrutture GRID INFN e Internazionali çSviluppo di Information Server INFN per lallocazione e la gestione delle risorse INFN çSistema gestione Farm per INFN Implementazione di test beds secondo le necessita dei futuri esperimenti Collaborazioni con altri settori scientifici (Istituti metereologi…) in Italia per la generalizzaione dei tools e dei servizi Collaborazione con partner industriali italiani per il traferimento tecnologico

23 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano23 RISORSE : EU-GRID (Stima iniziale..) Middleware development. Mostly young researchers and software engineers. Industrial participation. Four teams of 4-5 persons at CERN plus 2-3 other sites. Total EU funded effort 20 person/year per 3 years = 60 PY = 5 M ->INFN 4-5P Fin. EU CERN and the other partners will provide system support, training and management (4 senior system programmers plus 4 senior managers during 3 years). Total = 24 PY = 4 M EU unfunded effort -> INFN 2-3 P Fin. INFN Testbed expertise and coordination: central team of 4-5 persons at CERN, 3 persons in larger partners and 1-2 in smaller. Total EU funded effort 20 persons/year = 60 PY = 5 M -> INFN 3 P Fin EU Applications: 5 persons in HEP, 5 persons in Biology and 5 persons in the other science = 15 person-years per year EU funded effort = 4 M. The consortium will provide at least twice as much effort, equivalent to 8 M. ->INFN 1 P Fin EU

24 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano24 Overheads: Relocation of staff, travel subsistence: 1 M per year = 3M Dissemination and workshops: 1 M in total Networking: provided by other EU funded projects (estimated at 5 M/y) Materials budget for test beds: CERN (3000 CPUs = 2 M funded plus 1 M unfunded; disks = 300 TB = 4 M funded plus 2 M unfunded; mass storage = 1 M funded plus 1 M unfunded). Total for CERN: 11 M (7 M EU funded + 4 M EU unfunded); Extensions to nationally funded testbeds: 5 M distributed between the partners. Total EU funded materials = 12 M. ->INFN 1 ML Infrastruttura Total financial envelope: EU funded: 18 M for personnel (and overheads) and 12 M for material = 30 M Funded by the partners: 12 M for personnel and 18 M for materials = 30 M Networking: 15 M (estimated) to be provided by Géant or other network projects. INFN : 5M Euro da EU (1 M Infrastruttura + 4M Personale) INFN CONTRIBUTO : 5-10 M Euro Infrastruttura Grid iNFN + Pers.

25 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano25 Risorse e manpower per INFN GRID (preliminare..) Gli esperimenti a LHC prevedono dal 2001 al 2003 degli studi approfonditi per lo studio delle performance del rivelatore, del trigger e del software con numero crescente di eventi da simulare, ricostruire e analizzare çCMS HLT: vari campioni di 10**7 eventi nel 2003 ->10**8 in totale çAlice : Mock data Challenge çAtlas : Mock data Challenge in corso di definizione Si e proposto di dimensionare i test bed di INFN GRID in modo che possano rispondere a queste esigenze Le esigenze di test beds per LHC-B, Virgo e altri esperimenti saranno incorporate non appena definite Una prima stima del finanziamento necessario in 3 anni per linfrastruttura Grid (assumendo di estendere il modello CMS agli altri esperimenti) e: ~20 Glit (5, 5 e 10 Glit) di cui ~2 Glit da EU-Grid La prima stima del manpower INFN disponibile per il progetto Eu-Grid e INFN-Grid e di circa 20-25 FTE Contributo EU-Grid al personale 8 Glit

26 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano26 EU-GRID e INFN GRID : Conclusioni Lo sviluppo della tecnologia delle GRID sta attirando risorse e progetti sempre piu numerosi in tutto il mondo A Padova, dopo una settimana di Chep2000, sabato 14/2, piu di 100 persone, inclusi i responsabili del Computing dei maggiori laboratori, hanno partecipato al workshop sulle GRID, organizzato dallINFN e alla discussione dei progetti EU-GRID, US-GRID e alla collaborazione EU-US in questo campo ~70 persone hanno parteipato al GRID tutorial di Carl Kesselman (co- autore del libro GRID con Ian Foster anchesso presente), organizzato dallINFN In USA oltre ai progetti HEP PPDG e Griphyn la NASA sta realizzando il primo sistema di produzione basato sulla tecnologia GRID e sui tools di Globus LINFN come e apparso dal workshop e allavvanguardia per lesperienze fatte con Condor e i test beds di Globus

27 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano27 EU-GRID e INFN GRID : Conclusioni La Giunta e il Direttivo hnno dato un OK sostanziale alla preparazione di un proposal per un progetto INFN sulle Grid che comprende la collaborazione con i partner Europei nel progetto Eu-Grid per lo sviluppo del middle-ware comune. Il progetto INFN-Grid sviluppera una infrastuttura generale Grid per lINFN e si occupera in particolare dello sviluppo dei prototitipi dei Centri Regionali Tier1…Tier4 per LHC E stato dato a MM il mandato di preparare il proposal per INFN-Grid entro i tempi previsti dal progetto europeo La partecipazione INFN al progetto Eu-Grid sra coordinata nellambito del progetto INFN-Grid Sono stati nominati referees che hanno il compito di valutare il progetto e dare il proprio parere alle Commissioni Scientifiche entro i tempi previsti per il Progetto Europeo çFerroni, Marini, Taiuti, Salina, forniranno il loro parere alle Commissioni Scientifiche 1, 2, 3, 4 e 5 rispettivamente e Sozzi li coadiuva

28 6//3/00M.Mazzucato - GRID-Milano28 Tabella Provvisoria dei Costi 300 Persone Anno = 100 Persone x 3 Anni 1 PY x 3 Anni = 250,000 Euro