Diapositiva 1 - Agenda Catania

ITALIAN NATIONAL AGENCY
FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY
AND THE ENVIRONMENT
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Workshop per la promozione di collaborazioni tra i Progetti CRESCO,
CYBERSAR, PI2S2, e SCOPE (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. 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
ENEA INFO - Servizio Centralizzato Informatica e Reti, Roma
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Agenda
L’ENEA &
GRID
– Cenni storici
– L’infrastruttura attuale
– I progetti Telegrid & Campus
Il
progetto CRESCO
– Principali Obiettivi
– La struttura del progetto & Partner
– Le aree applicative
Coordinamento
con gli altri progetti
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
ENEA
Italian Agency for New Tecnologies,
Energy and Environment.
12 research centers in Italy
CENTRO
DI BRINDISI
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
GEANT
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
Citrix
Nfuse
WEB(ICA)
ICA
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Citrix
Metaframe
hermes.brindisi.enea.it ( 10 GFlops)
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Risorse di Calcolo in ENEA-GRID
OS
#cpu
Gflops
AIX
188
~1000
Linux x86 32/64
96
200
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(160),Bologna(8), Portici(18),
Brindisi (2)
Frascati(28), Casaccia(54),
Portici(4),Trisaia(4), Brindisi(4)
Frascati(1), Trisaia(13)
Le risorse di Portici, Brindisi & Trisaia sono state incrementate nel quadro del
progetto PON TELEGRID
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Architettura di ENEA GRID
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Struttura Software concettuale
WEB
ICA
User programs & commercial code
Graphic User Interface
LSF multi-cluster as integrator
Load LevelerTelnet
LSF
WEB
WEB
ICA
ICA
Load Leveler
Telnet
User programs & commercial code
Graphic User Interface
LSF multi-cluster as integrator
Cluster 5° ( Portici)
Graphic User Interface
LSF
Load Leveler
& File System
Telnet
LSF
AFS Geographical cross platform& File System
Cluster 6° ( Brindisi)
WEB
Cluster 2° (Casaccia)
ICA
WEB
ICA
WEB
User programs & commercial code
Graphic User Interface
LSF multi-cluster as integrator
Load Leveler
Telnet
LSF
AFS Geographical cross platform& File System
User programs & commercial code
Graphic User Interface
LSF multi-cluster as integrator
Load Leveler
Telnet
LSF
AFS Geographical cross platform& File System
ICA
User programs & commercial code
Graphic User Interface
LSF multi-cluster as integrator
Load Leveler
Telnet
LSF
AFS Geographical cross platform& File System
Cluster 1° ( Bologna)
Cluster 3° (Frascati)
Cluster 4° (Trisaia )
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
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).
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
ENEA GRID and experimental facilities
DNA Sequence
system
( ABI Prism 3700)
Trisaia
DB_2
ENEA GRID
Controlled Nuclear Fusion:
FTU
Frascati Tokamak Upgrade
Video Acquisition
CPUS
DB_1
DB_3
Electron Microscope
(Brindisi)
300 KeV (sept. 2004)
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
WEB
ICA
SSH
Schema di integrazione di apparati sperimentali nel
GRID ENEA
Electronic Microscope
(Brindisi)
300 KeV (sept. 2004)
TEM Room
Remote User
Remote Controlled
Web-cam
Mtaframe
Special Driver for TEM
Local
Operation
Remote
Local
Operation
AFS
Local Data
AFS Data Integration
> 4 TByte
Local GRID Cluster
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
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
eDEISA ( In corso di approvazione )
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]
List of
path
Input File
LIV1
Case-1
Case_2
ENEA-Geographic
SUBMISSION PROCEDURE
List of path
Input File
LIV1
IDL Program
“GOME”
Input File
LIV1
Case n
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Input Files
LIV1
Output File
LIV2
User afs/home
WEB
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
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 $*
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.
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
ENEA
Main activities & resources for EGEE
•Integration of EGEE-GRID to ENEA-GRID;
•100 CPUs at 20% of time
ENEA-GRID
DataGrid
EGEE
at
GRID
ESA\ESRIN
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
S-PACI
GRID
[email protected]
Infrastruttura e-learning ENEA
Servizi Base
Gestione & Erogazione della formazione Sincrona, Asincrona e Mista
Scelta
Pianificazione
Accesso
Corsi on Line
Corsi Aula
Aule Virtuali
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Breeze
Fruizione
Infrastruttura e-learning ENEA
Servizi GRID
Accesso software applicativi e risorse di calcolo
Scelta
Accesso
Fruizione
Software
Lavoro Collaborativo
Breeze
Supercomputing
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
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.
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Il Progetto CRESCO
Centro computazionale di RicErca sui Sistemi COmplessi

Potenziamento delle funzioni tradizionali dell’ENEA

la ricerca - Supporto (di tipo sia capacity che capability),

la formazione – Potenziamento delle attività di formazione, in
attraverso l’utilizzo dell’infrastruttura di calcolo, ad attività di
ricerca già in corso di svolgimento nell’Ente nell’ambito delle linee
programmatiche esistenti. Tali attività potranno anche avere una
focalizzazione di natura industriale
collaborazione con alcune sedi universitarie, al fine di supportare la
diffusione delle metodologie sviluppate all’interno del Polo
Multidisciplinare negli ambiti tematici oggetto di studio e ricerca.
Ricadute anche nella creazione di percorsi formativi adatti al
successivo reclutamento di personale

il trasferimento tecnologico – Attivazione di percorsi e
strumenti per favorire l’applicazione industriale delle tecnologie
sviluppate, anche ricorrendo alla collaborazione di partner idonei
(“industrial-exploitation partner”).
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Schema Concettuale
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
NEW ?
Il Laboratorio Virtuale
Schema concettuale dei Laboratori Virtuali di CRESCO
inseriti nell’infrastruttura ENEA-GRID
ENEA
Li
Università ed
Enti di ricerca
Imprese
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Macrostruttura del progetto
Sandro TAGLIENTI
Direttore INFO
Comitato Scientifico
Silvio MIGLIORI
Resp. Scientifico
Andrea QUINTILIANI
Resp. Amministrativo
Silvio MIGLIORI
Coord. LA1
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Comunicazione e Mktg
(TBD)
Vittorio ROSATO
Coord. LA2
Sandro BOLOGNA
Coord. LA3
Prof. Jack Dongarra
Prof. Umberto Ferrari
Prof. Agostino Mathis
Prof. Salvatore Tucci
Prof. Samuel Varnado
….. TBD
Le tre linee di attività di CRESCO
LA I Realizzazione del Polo di calcolo e sviluppo di nuove
funzionalità di GRID Computing
LA II Sviluppo di tecnologie e modelli computazionali per la
descrizione di sistemi complessi di origine biologica e di
materiali innovativi
LA III Sviluppo di modelli di simulazione ed analisi delle reti
tecnologiche complesse e delle loro interdipendenze
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
LA 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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Ripartizione delle risorse nelle Linee di Attività
25%
LA I
LA II
LA III
55%
20%
Valore complessivo del Progetto: € 9.292.000
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 l’Informatica e l’Automazione
Industriale
Consorzio BioTekNet - Centro Regionale di Competenza in Biotecnologie
Industriali
Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia
Consorzio CETMA
Soc. Ylichron (spin-off ENEA)
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
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Nuove collaborazioni
 CYBERSAR
?
 PI2S2
?
 SCOPE ?
 SPACI ?
 ………………….
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Una proposta di armonizzazione
 Reciproca
visibilità sull’evoluzione dei
progetti
 Costituzione di un comitato di raccordo e di
confronto su tematiche scientifiche e
soluzioni tecnologiche
 Adozione di una filosofia di integrazione
basata sullo sviluppo e l’implementazione di
gateway
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
Proposta di un nuovo incontro
Invito al prossimo incontro di GRISU a
NAPOLI
~ Aprile 2006
(organizzato da CRESCO & SCOPE)
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005
ITALIAN NATIONAL AGENCY
FOR NEW TECNOLOGY, ENERGY
AND THE ENVIRONMENT
CRESCO, Workshop GRISU, Catania 13/12/2005