NEXPReS: Dynamische Lichtpaden voor Radio Astronomie

Transcriptie

1 NEXPReS: Dynamische Lichtpaden voor Radio Astronomie

2 Image by NASA Radio Astronomie

3 Radio Astronomie Zon M33 in zichtbaar licht en radio Waterstof: onze Melkweg en andere melkwegstelsels Supernovae en hun restanten, pulsars Active Galactic Nuclei Spacecraft Image courtesy NRAO/AUI and NOAO/AURA/NSF

4 Courtesy of NRAO Radio Astronomie

5 Radio vs. Optische astronomie De resolutie van een telescoop: θ 1.2 λ/d (λ = golflengte, D = diameter) Hubble Space Telescope: λ = 600nm (zichtbaar licht) D = 2.4m θ = 0.06 boogseconde Onsola Space Observatory: λ = 6cm (5GHz) D = 25m θ = 600 boogseconden Gezocht: 240km schotel?

6 Interferometrie Afstand bepaalt resolutie Apertuur-synthese door draaing van de Aarde

7 Very Long Baseline Interferometry Maak een veel grotere, virtuele radiotelescoop door telescopen over de gehele wereld tegelijkertijd te gebruiken Resolutie wordt bepaald door grootste afstand tussen telescopen, en golflengte Gevoeligheid wordt bepaald door schoteloppervlak, waarneemtijd en bandbreedte Elk observatorium heeft een atoomklok voor timing

8 Very Long Baseline Interferometry

9 Very Long Baseline Interferometry EVN correlator: kan 16 stations van elk 1024Mb/s verwerken 5 TB in een typische 12h observatie De dataset na correlatie is enkele GB 3 EVN sessies per jaar, elk duurt 3 tot 4 weken.

10 Onze storage: een paternoster De EVN storage pool is 1.7 PB Draait meestal niet, en is vaak onderweg

11 JIVE JIVE: Beheer van de EVN correlator en ondersteuning van astronomen bij VLBI waarnemingen EVN: Een samenwerkingsverband van de grote radio-astronomie observatoria in Europa, China en Zuid Afrika. NEXPReS is een drie-jarig project gericht op het verder ontwikkelen van e-vlbi binnen de EVN, met als doel om alle EVN observaties via e-vlbi te verrichten.

12 Very Long Baseline Interferometry In den beginne (1990) gebruikten we tapes tekst tekst Daarna kwamen harddisk-packs En nu: e-vlbi

13 e-vlbi observaties

14 JIVE network overview Telescope CC Bandwidth RTT (ms) Sheshan CN 622M LP / 512M R 354 / 180 ATNF AU 1G LP 343 Kashima JP 512M R 288 Hartebeesthoek SA 900M R 239 Arecibo PR 128M R / 512M VLAN 154 TIGO CL 95M R 150 Westford US 512M R 92 Yebes ES 900M R 42,1 Torun PL 1G LP / 10G R 34,9 Onsala SE 1.5G MPLS/VLAN 34,2 Metsahovi FI 10G R 32,7 Medicina IT 1G LP 29,7 Jodrell Bank UK 2x 1G LP 18,6 Effelsberg DE 10G shared VLAN 13,5 WSRT NL 2x 1G CWDM 0,57

15 JIVE network overview

16 JIVE network overview SURFnet 5Gb/s IP connection 16x Mark5 server WSRT 16x SURFnet lightpaths GEANT External switch/ router Radio Telesopes Internal switch/ router 10 Gb/s fiber 1 Gb/s fiber 10 Gb/s CX4 1 Gb/s RJ Mb/s Serial links Legend JIVE Correlator

17 TCP of UDP? RTT tot 354ms Bandbreedte > 1Gb/s TCP Window Size TCP Backoff / Recovery Tuning kan, maar niet fair Dus: UDP Eigen verbindingen nodig: (Lichtpad, VLAN + QOS, Dark Fiber) of Overprovisioned netwerk

18 De 1Gb/s drempel VLBI (tape based) snelheden zijn machten van 2: 128Mb/s, 256Mb/s, 512Mb/s - and 1024Mb/s 1024Mb/s > 1Gb/s! (met headers > 1030Mb/s) Pakketjes droppen kan, maar kost 2x gevoeligheid ʻTracksʼ droppen kan, maar kost erg veel rekenkracht omdat er bitoperaties op 1024Mb/s nodig zijn. Waar mogelijk: VLANs, dubbele lichtpaden, 10G links

19 e-vlbi observaties Experimenteel, maar wel wetenschappelijke waarnemingen Maandelijks, 24h slots - vaak overbooked. e-vlbi run

20 Disk VLBI vs. e-vlbi Disk VLBI Volledige bandbreedte op elk station Data weken lang onderweg Beperkt door diskruimte Kapotte harddisks, opname problemen Moet ruim van te voren gepland Beste gevoeligheid e-vlbi Bandbreedte soms beperkt door netwerk Doorlopende real-time checks Data komt nooit op disk Kapotte fibers, netwerk problemen Target-of-Opportunity observaties Beste betrouwbaarheid NEXPReS: beste van beide

21 Het NEXPReS project Is een ʻIntegrated Infrastructure Initiativeʼ (I3) Funded under the EU Seventh Framework Programme 15 Astronomische Instituten en NRENs als deelnemers JIVE, ASTRON, SURFnet, Nordunet, DANTE, PSNC (pl), TUM (de), INAF (it), MPG (de), UMAN (uk), OSO (se), VENT (it), FG-IGN (es), AALTO (fi), CSIRO (au) 4 workpackages: WP5: ʻCloudʼ correlation WP6: High Bandwidth on Demand WP7: Computing in a shared infrastructure WP8: Provisioning High Bandwidth, High Capacity Storage on demand

22 Bandwidth-on-Demand Een dienst waarbij eindgebruikers een netwerk-pad kunnen opzetten tussen zelf te kiezen eindpunten, met een gewenste bandbreedte, latency etc. Besturing via website of webinterface OpenDRAC Nortel, SURFnet ION Internet2/ESNET Interdomain: Autobahn NSI (Fenius)

23 Bandwidth-on-Demand Huidige lichtpaden zijn statisch: inefficent gebruik van schaarse internationale netwerk-capaciteit Efficienter gebruik van poorten en switches Bandbreedte per telescoop gaat omhoog (4Gb/s,...) Meer flexibiliteit: gedistribueerde correlatie Maar: internationale BoD is nog volop in ontwikkeling

24 WP6: High Bandwidth on Demand Task 1: Integration of e-vlbi with Bandwidth-on-Demand (JIVE, SURFnet, NORDUnet, OSO, CSIRO) Task 2: On-demand access for large archives (ASTRON (LOFAR), SURFnet) Task 3: Testing and validation of on-demand circuits (UMAN, JIVE) Task 4: Multi Gbps on demand for e-vlbi (4Gb/s, 10Gb/s) (JIVE, SURFnet, NORDUnet, OSO) NEXPReS is an Integrated Infrastructure Initiative (I3), funded under the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/ ) under grant agreement n RI NEXPReS.

25 De toekomst... Nieuwe telescopen Nieuwe correlators (CPU-based, FPGA-based) Grotere bandbreedtes (4Gb/s / station, 8Gb/s,...) Uniboard Nieuwe 64m in Sardinie

26 Vragen?