حسین کعبی: وقتی فیگو را در جام جهانی زدم....
سفری نو به دنیای اطلاعات
پژوهشگاه دانش های بنیادی از موسسات پیشتاز علمی ایران و منطقه است که سالها پیش با ایجاد اولین اتصال به شبکه اینترنت ، ایران را به شاهراه جهانی اطلاعات و ارتباطات پیوند زد
بدون شک مشارکت در این کار علمی بزرگ که هزاران محقق وکارشناس از سراسر دنیا را به خود جذب کرده ، گام بسیار مهمی است تا مرزهای دانش را پیش ببریم و فناوری زیادی از آن یاد بگیریم و در صحنه های علمی بزرگ حضور یابیم . با توجه به اهمیت این مشارکت از مجید عرب گل ، مسوول طرح گرید در پژوهشگاه دانش های بنیادی (IPM) درباره چگونگی ورود به این شبکه عظیم پرسیدیم شبکه ای که همانند یک تور عمل می کند و در واقع این تور بزرگ گسترده شده و بزودی همه ما در آن خواهیم افتاد.
چه ضرورتی یا ضرورت هایی باعث شدند تا سیستم گرید (تور) مطرح شود؛
با الحاق ایران به جمع کشورهای برخوردار از سرویس اطلاعاتی عظیم گرید ، امکان به اشتراک گذاردن توان محاسباتی و ذخیره داده ها میان رایانه های موجود در شبکه در سراسر جهان فراهم می شود. درواقع با اتصال رایانه شخصی به گرید، آن رایانه به یک سوپر رایانه با قدرت محاسباتی فوق تصور تبدیل می شود. در این میان شتاب دهنده ذرات (LHC) که بخشی از آن را متخصصان ایرانی ساخته اند، قرار است از امسال فاز عملیاتی خود را آغاز کند تا با شتاب دادن به ذرات اتمی ، به دنیای شگفت انگیز و ناآشنای ریزذرات بنیادی وارد شود و رازهای جهان را به تصویر کشد؛ اما این ماشین عظیم که در خاک 2کشور سوئیس و فرانسه واقع شده است و بزرگترین دست ساخته علمی بشر نامیده می شود زمانی به گرید احتیاج پیدا کرده که حجم داده های آن به صورت فزاینده ای درآمد. این ماشین علمی هر ساله یک پتا بایت داده تولید می کند. این مقدار معادل 1000 برابر داده هایی است که در تمام کتابهای چاپی در مدت یک سال و در کل سیاره ما به چاپ می رسد. برای آن که عظمت ماجرا را بیشتر درک کنیم بد نیست مقایسه دیگری انجام دهیم . بیایید تمام داده هایی را که بشر درطول یک سال در تمام سیاره زمین تولید می کند، مثل کتابهای چاپی ، الکترونیکی ، ایمیل ها، نامه ها، عکسها و فیلمهایی که به صورت دیجیتال تهیه می شود را در نظر بگیرید. داده های خالی که LHC در یک سال به تنهایی تولید خواهد کرد، یک درصد همه این داده ها خواهد بود. اگر همه این داده های تولید شده در یک سال را روی سی دی های رایج بریزید و این لوحها را روی یکدیگر قرار دهید، ستونی از سی دی با ارتفاع 20 کیلومتر ایجاد خواهد شد.
از چه زمانی همکاری های ایران با سیستم گرید شروع شد و این همکاری ها در چه قالبی شکل گرفتند؛
پژوهشگاه دانش های بنیادی به عنوان یکی از پیشرفته ترین مراکز علمی منطقه با اعتبار جهانی از چند سال پیش تاکنون در بخشی از طرح ساخت بزرگترین مجموعه آزمایشگاهی دنیا در زمینه فیزیک ذرات بنیادی و فیزیک هسته ای CERN (سرن) مشارکت دارد که درخصوص همکاری های علمی خود با این طرح تلاش دارد گره ای از شبکه جهانی اشتراک توان محاسباتی و اطلاعاتی رایانه های متصل به اینترنت را در کشور ایجاد کنند. در واقع آزمایش LHC در سرن انجام می شود و پژوهشگاه IPM به عنوان عضوی از طرح CMS که احتمالا در سال 2008 آغاز به کار خواهد کرد، داده های بسیار زیادی را تولید خواهد کرد که برای تحلیل آنها نیاز به پیاده سازی یک گره از گرید در کشور داریم و با نصب نرم افزارهای لازم تا چند ماه آینده آماده خواهد شد. وظیفه این گره امکان استفاده از داده های آزمایش LHC و توان محاسباتی گرید جهانی برای محققان این رشته را فراهم می کند که پژوهشگاه دانش های بنیادی در حال حاضر هسته گرید خود را به عنوان عضوی از ارگان مجازی طرح CMS و LHC تشکیل داده و کار راه اندازی گرید داخلی و عضویت در گرید جهانی در سرن را پیگیری می کند.
در حال حاضر در طرح شتاب دهنده ذرات که در سرن انجام می شود چه کشورهایی شرکت دارند ، نقش ما در این طرح چقدر است؛
در طرح LHC که قسمت اصلی آزمایشگاه سرن خواهد بود ، شتاب دهنده بزرگی در ژنو طراحی شده است و حدود 2300 دانشمند از 159 کشور روی این طرح کار می کنند. ما هم سعی کردیم با ایجاد یک گره گرید یعنی یک سری رایانه شاهراهی برای انتقال داده ها با سرن ایجاد کنیم که دانشگاه های کشور به مرکز IPM وصل می شوند و از این راه ارتباطشان برقرار می شود. این گرید این امکان را ایجاد می کند که نه تنها پژوهشگران ذرات بنیادی و فیزیک می توانند از آن استفاده کنند، بلکه بقیه پژوهشگران که در شاخه های دیگر علوم مشغول به فعالیت هستند هم می توانند از این پل ارتباطی قوی استفاده کنند.
با توجه به وجود رایانه های سریع و کلاستر باز هم برای محاسبات پیچیده به گرید احتیاج است؛
وقتی آزمایش های LHC انجام شوند ، معادل 20 میلیون سی دی در سال تولید خواهد داشت. به طور کلی در حال حاضر، تولید علم و حل مسائل پیچیده ای که دانشمندان با آنها مواجه می شوند ، بدون استفاده از رایانه های سریع امکان پذیر نیست و با وجود پیشرفت های صورت گرفته در ساخت رایانه ها هنوز نه تنها یک رایانه بلکه خوشه ای از رایانه ها و حتی ابر رایانه ها هم پاسخگوی نیاز به محاسبات و تحلیل حجم عظیم داده هایی که دانشمندان در برخی طرحها با آن مواجه هستند ، نیست . این امر آنها را به فکر ایجاد یک فناوری جدید برای به اشتراک گذاردن توان محاسباتی رایانه های متصل به اینترنت انداخت که از آن به عنوان گرید یاد می شود. از سوی دیگر ، طبق برآوردها سرعت پردازنده رایانه ها هر 18 ماه و سرعت انتقال اطلاعات در شبکه هر 9ماه 2 برابر می شود. در نتیجه ، رشد سرعت ارتباطات از سرعت رایانه ها بیشتر است و این واقعیت کمک می کند تا هر چه سریع تر فناوری گرید به آرمان خود نزدیک تر شود.
حتی با وجود سوپر رایانه ها باز هم به این سیستم احتیاج خواهیم داشت. در این صورت ، دیگر از جهت دسترسی به سوپر رایانه ها در تنگنا نخواهیم بود؛
در واقع ما در گرید به جای آن که کل داده هایمان را در یک رایانه ذخیره کنیم ، آن را به بخشهای مختلفی تقسیم کرده اند و در واقع از امکانات این سیستم برای ذخیره سازی حجیم ترین داده ها استفاده می کنیم.
|
نمونه هایی مشخص از توان محاسباتی گرید پروژه نجومی tloME@SETI نمونه ای از قدرت محاسباتی گرید است که از آن به عنوان Internet Computing هم یاد می شود. در این پروژه که توسط دانشگاه کالیفرنیا (برکلی) مدیریت می شود ، افرادی که رایانه متصل به اینترنت دارند می توانند با نصب نرم افزار SETI@ome در این پروژه مشارکت کنند. هدف اولیه این پروژه پیدا کردن موجودات هوشمند در سایر نقاط جهان است که این کار با تحلیل امواج رادیویی رسیده به رصدخانه Arecibo واقع در کشور پورتوریکو و روی رایانه های عضو این پروژه صورت می گیرد. جالب اینجاست که این پروژه تاکنون توانسته 15 Tflops (ترافلاپز واحد سرعت رایانه است) را با هزینه کمتر از 500هزاردلار فراهم کند. در حالی که ابررایانه IBM'S ASCLL White با توان محاسباتی 12Tflops حدود 110 میلیون دلار هزینه در بر دارد. پیشرفت علمی در رشته هایی مانند علوم نانو ، پزشکی ، ژنتیک و همین طور مقوله هایی مانند تحقیقات و شبیه سازی های هواشناسی ، نجومی و دریایی دانشمندان را با حجم عملیات ریاضی مواجه می کند که از توان هیچ رایانه ای به تنهایی برنمی آید بنابراین گرید به عنوان روشی که به کمک آن در زمانی معقول می توان داده ها را تحلیل کرد بروز پیدا می کند البته غیر از دانشمندان که مشتریان اصلی گرید بوده و خواهند بود ، از هم اکنون گروههای بسیاری به فکر گسترده کردن دامنه استفاده از گرید هستند که اقتصاددان ها در راس این گروه قرار دارند. |
استفاده از این سیستم تا به حال در دنیا شروع شده است؛
در حال حاضر ، هر کشوری در اروپا و بعضی کشورهای آسیایی مانند چین درصدد توسعه گرید داخلی و اتصال به دهکده جهانی گرید هستند و ایران هم باید به طراحی نرم افزار و زیرساختار گرید داخلی خود اقدام کند. در حال حاضر ، اگر چه تنها یک شبکه اینترنت در سطح جهان مطرح است گریدهای مختلف ملی ، بین کشوری و یا قاره ای وجود دارند و در حال رشد هستند و در این شرایط وجود سازمان های مجازی مطرح می شود که برای حل مساله از منابع انسانی ، رایانه ها ، داده هایی که از طریق آزمایشگاه ها تولید می شوند ، استفاده می کنند. بیشتر کشورهای اروپایی ، امریکا ، چین ، پاکستان ، تایلند ، سنگاپور و... تاکنون به صورت ملی و یا طرحی در گریدهای مختلف شرکت داشته اند.
چه تفاوت و شباهتهایی میان شبکه اینترنت و سیستم گرید وجود دارد؛
شبکه اینترنت اطلاعات پردازش شده را در اختیار مردم می گذارد ولی گرید اطلاعات خام و توان محاسباتی ، سنسورها و دستگاه های آزمایشگاهی را و در واقع گرید اینترنت را از یک محیط ساکن به یک محیط قابل برنامه ریزی و پویا تبدیل می کند. به عبارتی دیگر، فناوری گرید بر خلاف وب که سرویسی برای مبادله اطلاعات در اینترنت است ، سرویس نرم افزاری برای به اشتراک گذاردن توان محاسباتی و فضای ذخیره داده ها بین رایانه های متصل به اینترنت است و هدف نهایی آن هم ایجاد یک شبکه وسیع جهانی محاسباتی و اطلاعاتی است . گرید در واقع سرویسی جدید است که روی اینترنت سوار می شود و به این ترتیب می توان اطلاعات خامی را که تنها دانشمندان برای تبادل اطلاعات به آن نیازمند هستند در بستر اینترنت انتقال داد.
پس تنها متخصصان و دانشمندان از گرید استفاده می کنند. آیا ممکن است در آینده ای نزدیک مردم عادی هم از محاسن آن بهره مند شوند؛
پیش بینی می شود همان طور که اینترنت در زندگی مردم نقش داشته ، گرید هم نقش بسزایی داشته باشد.در واقع در آینده و در جهت پیامدهای این فناوری مردم می توانند از طریق اینترنت ، توان محاسباتی رایانه خود را از طریق شرکتهای کارگزار در معرض اجاره قرار دهند و افرادی که نیاز به این توان محاسباتی دارند آنها را اجاره کنند. به این ترتیب ، سرویس های گرید که روی اینترنت قرار می گیرند ، تا چند سال آینده یکی از تکنولوژی های مطرح دنیا خواهند شد.
شما برای گسترش سیستم گرید در کشور چه اقداماتی را انجام داده اید و آیا می توان از این طریق بخشهای دیگر تجاری ، اقتصادی و... از مزایای آن استفاده کنند.
باید در ابتدا گرید در داخل کشور معرفی شود و در انتها پس از جاافتادن اهمیت مساله گرید ملی راه اندازی شود. با اتصال دانشگاه های کشور به گرید از طریق پژوهشگاه دانشهای بنیادی به نوعی به گرید ملی دست خواهیم یافت . البته اقدامات ما همگی در خصوص e-science و در جهت گسترش ارتباطات علمی و پژوهشی است. در واقع ما تنها سرویس های اینچنینی را به کاربران می دهیم.
برای حفظ ایمنی و تامین مسائل ایمنی کاربران گرید چه اقداماتی صورت گرفته؛
در حال حاضر هر کس با گرفتن امضای الکترونیکی از یک موسسه معتبر می تواند وارد گرید شود و به عنوان یک عضو از امکانات آن استفاده کند. موسسه موردنظر هم سطح دسترسی هر یک از کاربران را مشخص می کند. البته از آنجا که هنگام تحویل امضای الکترونیکی که همچون گذرنامه ای برای صاحب آن برای ورود به شبکه گرید محسوب می شود، تعهداتی از فرد گرفته می شود تا در صورت بروز مشکل بتوان براحتی شخص خاطی را شناسایی و تعقیب کرد. اگرچه ممکن است در این سیستم هم هکرهایی وارد شوند اما به روز شدن و پیشرفت میان افزارهای این سیستم برای حفظ امنیت بیشتر انجام می شود.
بهاره صفوی
گفت و گو
