对于在物理学、天文学、生物学等前沿科学领域和其它领域的科学家、研究人员来说,共享思想、数据和设备是至关重要的。今天,所有的科学都是“电子科学”,而且研究人员,无论他们居住在世界上哪个地方,都需远程访问昂贵设备(如超级计算机或存储系统)产生的数据和分布式计算资源。
此外,与同事协作的需要以及实时访问大量的数据集,正是高性能网络被需求的原因所在。 全球的网格计算、存储和可视化资源正通过多个千兆和万兆网络连接扩大到计算机资源LambdaGrid。 这种新的途径使网络自身成为可直接控制的资源-例如预定为专用的-就像附于他们的电脑设备一样。
因此,大学、研究机构和政府机构正在建立一个由计算、存储、可视化和网络设施组成的全球电子科学基础设施,使世界各地的研究人员能够共享信息、远程协作并整合他们所需的资源来收集和处理数据。 高性能网络是这一基础设施的一个主要组成部分,就象是连接这些国际、国家、区域和地方网络的中枢。
自2001年以来,星光已发展成为这个不断发展的电子科学基础设施的基石。星光位于西北大学芝加哥分校,是世界上最大的光学网络交流公司之一,致力于开发国内和国际的研究和教育网络。

星光用它的千兆以太网( GbE )交换机/路由器设备提供1到10千兆之间波长的光学转换。 这种先进的网络设施也作为优化网络服务的一个试验场,支持高性能的全球电子科学应用软件和试验研究设备。为让这些不同的网络互联,星光需要Force10网络TeraScale E系列家族交换机/路由器的可扩展性和弹性。
构建一个强大交流网络
星光由国家科学基金会出资兴建,由芝加哥伊利诺斯大学(UIC)电子可视化实验室(EVL)、美国西北大学国际高级互联网研究中心( iCAIR )以及与加拿大CANARIE和荷兰SURFnet合作的氩国家实验室的数学与计算机科学分部建设 。
星光的网络系统包括区域网络、州际网络(伊利诺伊州的I-WIRE)、国家研究和教育网络( National LambdaRail and Internet2的 Abilene)、所有重要的联邦机构网络(美国能源部[DOE] 的ESnet和UltraScience网)、国际网络和光网络试验台( CAVEwave和OMNInet )。 这些网络互联,需要高度可扩展性的和高可靠性的,并能够支持大量的千兆以太网和万兆以太网接口的交换机/路由器。 经过详尽地测试和评估后,星光的开发商选择了美国力腾网络公司的TeraScale E系列来处理那些交流中要求苛刻的配对函数。
“星光互联世界上大多数重要的高性能科研教育网络,以支持大规模数据密集型电子科学的应用。星光不仅需要可扩展的高性能网络,还需要弹性和可靠性,” 汤姆DeFanti说,他是芝加哥伊利诺斯大学电子可视化实验室主任,也是星光的创始人之一。
“ Force10 E系列使我们能够提供一个基础,在此基础上建立大规模、有成本效益的网络服务,而又不影响性能,特别是增加额外的万兆以太网电路和增加数据量时。 ”
Force10 E系列结合了领先的端口密度和性能,具有高可用性和弹性特性。 例如,E1200支持高达1260个千兆以太网端口和224个万兆以太网端口。 目前,星光有正在使用的近36个线速万兆以太网端口和96个千兆以太网端口以及一些供试验研究的其他端口。 E系列线路卡、转换结构、背板、中央处理器和操作系统都进行了优化,能以一个可靠、可预测的方式处理兆兆位流量。
弹性功能包括E系列的三CPU架构,分配不同处理器间的交换、路由和管理功能。 这样的设计在保护系统其他部分的同时允许包含故障。 此外, E系列有一个完全冗余架构,包括使用故障复原技术的容错切换结构,其确保发生故障时次要部件在零丢包率下被激活。
Force10 E1200的端口密度、可用性和弹性的特点为星光的高性能交流提供了一个可升级的、具有成本效益的基础。 E系列的高可扩展性意味着一个单一的机箱能够提供其他厂商将需要多个机箱才能提供的功能,这就降低了资金、业务及管理费用。
虽然许多与星光有联系的先进网络支持生产科学,但有几个链接是专门用于LambdaGrid应用实验的。 星光研究正在研发新的架构、技术,使分布式网络资源整合达到前所未有的水平。 其中所采用的方法是光信号、控制和管理协议、新UDPbased传输协议、安全和认证功能、实时相关的数据挖掘技术和用于非常大的数据集的实时可视化和协作工具包。

总的来说,这些先进的网络包括国际光网络整合设施组织( GLIF )---国家、财团、机构的国际伙伴,以及支持数据密集型科学研究和中间件发展的个体研发动议。
“Force10的设备目前支持多个国内和国际先进应用软件,包括不被传统基础设施支持的先进旧版软件,”星光设备经理和艾赛尔集团总监和Joe Mambretti说。
作为星光的一个平台,E1200正帮助支持建设电子科学基础设施,使研究人员能够挑战尖端科学,推动科学的继续发展。
星光是一种为高性能应用程序而优化的先进的光学基础设施和网络服务试验场,2001年夏季开始运作。星光是一个千兆以太网和万兆以太网交换机/路由器设备,具有高性能的多方网络通道,还为波长提供真正的光转换。星光正得到下列部门和单位的大力支持:芝加哥伊利诺斯大学(UIC)的电子可视化实验室(EVL),美国西北大学的国际互联网高级研究中心( iCAIR ),以及与加拿大的CANARIE和荷兰的SURFnet有合作关系的阿贡国家实验室数学与计算机科学部 。美国国家科学基金会拨给芝加哥伊利诺斯大学的主要资金使得STAR TAP和星光都成为可能。 星光是伊利诺斯大学董事会的一个服务标记。见www.startap.net /starlight 。

GLIF是一个机构、组织、财团、国家研究和教育网络( NRENs )的合作体,自愿共享光纤网络资源和专门知识,以提高科学合作和发现。 GLIF的使命是创造和维持一个全球性机制,支持前沿功能,基于与先进的光纤网络有关的新技术和模式。这些功能将实现高性能的应用和服务,包括及时传送大量的数据、分布式计算、数据分析、协作和可视化以及远程设备的控制。 GLIF代表NRENs 、NREN联营、或泛大陆研究及推广网络,在先进技术和预生产服务方面处于领先地位,创造他们可以执行的新模式。 一旦这些服务可用于NREN联盟, GLIF将专注于新模式以支持其团体。 欲了解更多信息,见www.glif.is 。