Progetto Enabling Platforms for High-Performance Computational Grids Oriented to Scalable Virtual...
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Progetto“Enabling Platforms for High-Performance Computational Grids Oriented to
Scalable Virtual Organizations (GRID.IT)”
WP2:High Performance Photonic TestbedResp: Stefano Giordano
Udr CNIT PISADipartimento di Ingegneria della Informazione: Elettronica, Informatica,
Telecomunicazioni
Pisa, 27-28/05/2003 – Workshop di Rimodulazione
Programma Nazionale della Ricerca 2001-03 - Bando FIRBProgetto Strategico
“Tecnologie Abilitanti per la Società della Conoscenza”Progetto obiettivo “Reti e Netputing”
Attività 2.1: “Progettazione e implementazione di un trial Diffserv over MPLS per il grid computing”
Attività 2.2: “Progettazione e implementazione di un trial Diffserv over MPLS su una rete di trasporto D-WDM”
Attività 2.3: “Progettazione e implementazione di un trial Diffserv over MPLS su una rete di trasporto D-WDM con piano di controllo GMPLS”
WP 2: Pianificazione delle attività
Attività
Attività 2.1 “Diffserv over MPLS Trial”
Atiività 2.3 “Diffserv over MPLS over D-WDM with GMPLS”
Anni
1 2 3
Attività 2.2 “Diffserv over MPLS over D-WDM”
Cost Element Datasheet
First Year
A B C D E F G Total MIUR COFIN
54,5 27,0 0,0 54,7 5,0 0,0 0,0 141,,2
200,0 85,7135,0 81,0 0,0 54,7 15,0 0,0 0,0
40,4% 33,3% 0,0% 100,0% 33,3% 0,0%0,0% 49,4%
285,7
Manpower GeneralExpenses
JuniorResearcher
Equipment Travels ExternalServices
Materials
Totale su 3 anni
Manpower: Two research collaborator (Nov. 2002 – July 2003): 24,160
KE
Equipment:Router Juniper M 10: 54,7 KE
A B C D E F G Total MIUR COFIN
54,5 27,0 0,0 0,0 5,0 0,0 0,0 86,5
200,0 85,7135,0 81,0 0,0 54,7 15,0 0,0 0,0
40,4% 33,3% 0,0% 100,0% 33,3% 0,0%0,0% 30,3%
285,7
Manpower GeneralExpenses
JuniorResearcher
Equipment Travels ExternalServices
Materials
Totale su 3 anni
Cost Element Datasheet
Second Year
A B C D E F G Total MIUR COFIN
26,0 27,0 0,0 0,0 5,0 0,0 0,0 58,0
200,0 85,7135,0 81,0 0,0 54,7 15,0 0,0 0,0
19,2% 33,3% 0,0% 0,0% 33,3% 0,0%0,0% 20,3%
285,7
Manpower GeneralExpenses
JuniorResearcher
Equipment Travels ExternalServices
Materials
Totale su 3 anni
Cost Element Datasheet
Third Year
Deliverables
• Draft - End of March 2003: Preliminary report on the set-up of the high-performance Diffserv over MPLS testbed
•Draft - May/June 2003: First technical report on the experimental activities carried out on the high performance Diffserv over MPLS testbed.
Telefonia DigitaleTelefonia Digitale
Reti dati a Reti dati a commutazione di commutazione di pacchettopacchetto
......
Optical Transport Optical Transport Networks : PDH, Networks : PDH, SDH and D-WDMSDH and D-WDM
CENTRO SERRA
D-WDMD-WDM
O-ADMO-ADM
SMARTPHOTONICS PMA32SMARTPHOTONICS PMA32
O-ADMO-ADM
O-ADMO-ADM
O-ADMO-ADM
Istituto di Scienze e Tecnologie Istituto di Scienze e Tecnologie dell’Informazione / Istituto di dell’Informazione / Istituto di
Informatica e TelematicaInformatica e Telematica
CNIT/S. AnnaCNIT/S. Anna
Laboratorio RetiLaboratorio RetiDipartimento Ing.Dipartimento Ing.dell’ Informazionedell’ Informazione
LANLAN
LANLAN
Network and Element ManagementNetwork and Element Management
Quality of Service
Rete Internet orientata al Best EffortFornire qualità del servizio significa:
– Suddividere il traffico in Classi di Servizio– Ciascuna Classe fornisce garanzie (throughput, delay jitter, ent-to-
end delay…)
Architetture proposte dall’IETF:– Integrated Services (IntServ): orientata ad una gestione del traffico
basata su microflussi legati a ciascun traffico utente
– Differentiated Services (DiffServ): orientata alla gestione tramite aggregati di traffico (macroflussi) dei flussi che richiedono lo stesso tipo di servizio
Architettura DiffServ
B B
B B
A A
A A
Border Router
Microflussi
B BB B
Aggregati
A AA A
B
A
Dominio DiffServ
Un gruppo di flussi aggregati in una Classe(individuata tramite DSCP)
fornisce scalabilità:• Aggregazione dei traffici sui router di frontiera
(border)• Processing solo degli aggregati all’interno del dominio
Architettura DiffServElementi router DiffServ
classifier shapermarker
meter
packetsforward
trafficconditioner
• Microflows IntServ
• IntServ over Diffserv: static or dynamic mapping over the pipe.• “Demultiplexing” of microflows on the destination Intserv Domain
• Best Effort Traffic
• COPS: the available resources are enough to admit a new flow?
• COPS/SNMP: Creation and configuration of the pipe (and
monitoring).
• COPS: Answer from the Bandwidth Broker
Topologia della rete Fase 1Comunedi Pisa
CNR-IIT
Fibonacci
Dip.Ing.Informazione
Centro Serra
Anello: ING, SERRA, FIBONACCI, CNR, CNIT, ING
(in grassetto sedi con apparati attivi)
1 CLUSTERGARR 100 Mbit/s
FASE 1
100 Mbit/s
3 CLUSTER
Comunedi Pisa
CNR- IIT
Fibonacci
Ingegneria
Centro Serra
Anello GRID.it: ING, SERRA, FIBONACCI, CNR, CNIT, ING (via Comune, Serra)
1 CLUSTER
3 CLUSTER
1 CLUSTER1 CLUSTER
GARR
Topologia della rete Fase 2-3
FASE 2-3
1 Gigabit/s100 Mbit/s
100 Mbit/s
MPLS e Traffic Engineering
Juniper M10
GARR
GARR
AdtechAX/4000
192.168.128.4/30
192.168.128.8/29
192.1
68.1
28.0
/30
Congestioned link
Dip. Ingegneria dell’Informazione
CNITLab. Naz, Reti Fotoniche
Juniper M10
CNR - IIT
Fibonacci
DiffServ over MPLS
Juniper M10
Dip. Ingegneria
Informazione
Juniper M10
CNR IIT
Juniper M10
CNIT – Lab. Naz.
Reti Fotoniche
AdtechAX/4000
192.168.128.4/30
192.168.128.8/29
192.1
68.1
28.0
/30
GARR
GARR
Fibonacci
Scheduler
EF
AF
BE
Classifier
Sorgente UDP
(Rude/Crude)
Testbed DiffServ METROCORE
CNR-IIT
Fibonacci
Ingegneria
Centro Serra
AdTechAX-4000 CNIT
• Streaming video server (MPEG 2)• Videoconferenza (VIC + RAT)
Sorgente UDP
(Rude/Crude)
Sorgente UDP
(Rude/Crude)
LAN 100Mb/s
LAN 100Mb/s
• Ricevitore stream video• Videoconferenza
• Attivazione modalità Line Monitor per le interfacce Gigabit Ethernet
Stream video + videoconferenza (Classe EF)
Traffico di disturbo (Classe BE)
Description of the technological choices and the approach used in WP2
1) Investigate the availability of the fiber optics necessary for the interconnection of the following sites
- DII (Dip. di Ingegneria dell’Informazione), University of Pisa- ISTI (Istituto di Scienza e Tecnologie dell’Informazione), CNR- CNIT Photonic Network Lab- DI (Dipartimento di Informatica), University of Pisa
2) Plan a first network infrastructure, with a ring topology at 1Gb/s, interconnecting the previous sites by means of M10 Juniper router
3) Define the IP addressing plan using private addresses; 4) Investigate the capabilities of a M10 Juniper router, particularly
as it concerns DiffServ and Active Queue Management, MPLS, RSVP-TE, OSPF; Label Distribution Protocol (LDP)
5) Analyse the QoS requirements of distributed/parallel computing applications (in collaboration with WP 8);
6) Perform a preliminary classification of the traffic generated by Grid Computing applications. Each type of network traffic will be mapped into a DiffServ class of service with a well-defined quality of service level. In particular, the Expedited Forwarding class (EF) could be used for distributed/parallel computing applications, whereas the Best Effort class (BE) could be used for bulk file transfer (gridFTP), data replication, etc.
Description of the technological choices and the approach used in WP2
7) Choice of the most suitable Active queue management strategy for each class of service:
· EF: droptail queues;· AF: Random Early Drop queues;· BE : droptail queues;8) Finally, we studied the features of the AST AX-
4000 Gigabit traffic generator/analyzer to use it as a traffic source and to perform traffic measurements.
Description of the technological choices and the approach used in WP2
Testbed DiffServ METROCORE
• Video Streaming MPEG2 su UDP, classificato come classe di servizio EF;
• Videoconferenza mediante software VIC e RAT, classificato come classe di servizio EF;
• Tre sorgenti di traffico di disturbo UDP, generato con software RUDE/CRUDE, classificato in classe di servizio BE;
Testbed DiffServ METROCOREAndamento del bitrate (in Kbit/sec) relativo al flusso di video streaming MPEG2, rilevato al ricevitore durante la prima prova sperimentale:
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 50 100 150 200 250 300 350
Broker GIS Scheduler
NetworkManagement
Plane
NetworkControlPlane
BandwidthBroker
Network
GRID
Function
DiffServ over MPLS per il GRID Computing
DiffServ
Permette di classificare i flussi dati in classi di servizio (EF, AF, BE) che soddisfano diversi requisiti prestazionali (jitter, delay, bandwidth, loss)
MPLS Permette la realizzazione di un piano di forwarding unico per tutta la rete e l’introduzione di tecniche di Traffic Engineering e di Fast ReRouting
Otteniamo così un’architettura di rete che bene si adatta a trattare problematiche varie e non standard come quelle introdotte da una rete di Grid Computing per la sua elevata scalabilità ed adattabilità alle varie tipologie di traffico.
Coordinamento con gli altri WP
• Input Caratterizzazione del traffico generato dalle applicazioni di GRID
computing Determinazione dei requisiti di QoS Mappa dei siti coinvolti nell’utilizzo delle singole applicazioni (VPN over
MPLS)
• “Conditio sine qua non” per il corretto funzionamento della rete Gestione coordinata degli apparati attivi sul testbed di GRID Computing
Per una futura estensione del testbed metropolitano a tutti i siti del progetto “Grid.it” occorrerà avere una visione globale delle loro modalità di accesso alla rete e intervenire sulla configurazione degli apparati attivi (router) utilizzati per il collegamento alla rete.