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計算中心簡介
 

計算中心簡介
        計算中心是從事高能物理科學計算、數據存儲、網絡、科研信息化、科學應用軟件研究的機構,為高能物理重大科技基礎設施和實驗提供數據服務和信息化支撐,負責建設、運行和維護大規模的高性能科學計算和網絡環境,開展高性能計算、海量數據存儲、網格計算與云計算、大數據、志愿計算、高速網絡、網絡安全、科學數據管理、科學應用軟件等前沿技術研究,是中國目前隊伍最為齊全,技術力量最為雄厚的高能物理計算中心。
        計算中心由三個行政組組成,分別是計算系統組、網絡和安全組、數據庫開發組,同時設立室務會與學術小組。計算系統組負責高性能計算環境的研究與建設,為高能所的科學研究提供數據存儲及科學計算等服務。網絡和安全組的職責是跟蹤和研究網絡技術,規劃、建設和維護高能所網絡環境,為重大科技基礎設施、科學計算和辦公園區提供高性能、安全、穩定、可靠的網絡及通訊服務,數據庫開發組主要承擔科研信息化應用系統及相關數據庫系統的開發。
        計算中心參與了高能物理網格WLCG (Worldwide LHC Computing Grid)國際合作,建立了WLCG二級站點,作為中國區域站點和國際上重要的網格站點,支持CMS、Atlas、LHCb等實驗,并與國內外相關領域的大型數據中心建立廣泛的合作。
        2019年,計算中心獲批建設國家高能物理科學數據中心,以高能物理領域科研活動中產生的科學數據為核心實現數據資源、軟件工具、數據分析等資源能力的匯交與共享。數據中心面向全球的科研人員提供高能物理、中子科學、光子科學、天體物理等基礎研究以及多學科交叉研究服務。

計算中心歷史沿革
計算平臺
        高能所計算中心成立于1974年,第一臺計算機是當時國內最大的48位國產DJS-8(320)計算機。1984年開始建設北京正負電子對撞機(Beijing Electron-Positron Collider, BEPC)和北京譜儀(Beijing Spectrum),計算中心在國內率先引進了當時國際先進的DEC VAX-11/780計算機,并在隨后的幾年連續進口了5臺更為先進的DEC VAX計算機組成了計算機集群。北京譜儀于1994年升級為BESII,計算技術也從大型機(mainframe)發展到RISC工作站機群系統。為順應計算技術的發展,計算中心先后購買了12臺HP工作站,組成了BESII的數據處理和分析環境。
        90年代后期,由于PC機和百兆/千兆以太網絡技術的不斷發展,特別是開放源碼的Linux操作系統在互聯網技術的催生下,發展速度異常迅猛,很快進入實用階段。計算中心于1998年開始研究和建設PC Farm,從每一個實驗獨立PC Farm逐漸整合,形成了一個中心的計算環境。高能物理所的中心計算環境包括Login Farm、Computing Farm、Monitoring system/alarming system、Central Scheduler和Storage disk server Farm、Home Servers及Parallel File System,MSS(Mass Storage System)。截止到2019年底,系統規模已經達到25000 CPU Cores,200塊GPU卡(單精度浮點計算能力超過每秒千萬億次),30PB磁盤存儲和以及可以容納超過50PB數據的大型磁帶庫系統,廣泛支持各類計算密集型和數據密集型應用,形成了一個具備強大計算處理能力和海量存儲能力的科學數據平臺。
        為了便于國際合作和資源的共享,計算中心于2006年建立了WLGC二級站點,支持CMS、ATLAS、LHCb實驗,成為國際上重要的網格站點。2014年,計算中心還以我為主建設了全球分布式計算系統,為高能所的 BESIII、JUNO、CEPC 等實驗使用分布式計算資源進行數據處理提供了統一的平臺,先后有國內外二十多個分布式站點加入,貢獻集群、網格、云計算等各類異構計算資源。

網絡環境
        為滿足高能所科研工作國際合作的需要,高能所計算中心于1986年建成了我國第一條國際計算機通訊線路,并在1993年3月通過國際專線率先進入國際互聯網,1994年建立了國內第一個WWW網站,為我國信息高速公路的發展做出了積極貢獻。
        隨著高能物理事業的發展,1995年高能所建成了以FDDI為骨干網,以太網到桌面的校園網;2000年全力投入新一代計算與網絡環境建設,建成了千兆以太網為骨干、百兆快速以太網接入桌面的新校園網;網絡出口帶寬不斷增加,網絡服務漸趨完善;2003年已經建成由防火墻、防病毒系統和防垃圾郵件網關等組成的網絡安全防護體系;2006年,高能所校園網經過了進一步的升級改造之后,實現了萬兆骨干連接,部分千兆桌面接入的星型網絡結構。2012年,高能所建成10Gbps骨干、無線網絡全覆蓋的IPv4/IPv6雙棧網絡環境,并實現與科技網的10Gbps的IPv4和10Gbps的IPv6雙鏈路網絡出口,同時實現到歐洲1Gbps和北京到北美622Mbps的專用國際帶寬;2015年,高能所計算中心建成160Gbps骨干的科學計算網絡環境,同時實現到歐洲、北美以及國內合作單位10Gbps網絡帶寬能力,確保了與國內外的通訊及數據交換。同年,高能所成為中國第一家接入EDUROAM的單位,為國內158個研究機構和高校成功加入做出了貢獻和示范。2018年,高能所成功加入LHCONE,為推動高能物理全球數據高效交換做出了積極貢獻。
        隨著跨地域重大科技基礎設施建設,除了高能所本部,計算中心還承擔多地網絡建設和維護的任務,包括:大亞灣中微子實驗站(廣東大亞灣)、江門中微子實驗站(廣東江門)、中國散裂中子源(廣東東莞)和高海拔宇宙線觀測站(四川稻城)等。本部和異地站點均采用統一的網絡技術架構和管理模式,形成以高能所本部為中心的分布式網絡環境。

數據庫技術應用研究
        從上個世紀九十年代開始,計算中心對dBASE、FoxBASE、Sybase、SQLServer、Oracle、MySQL、PostgreSQL等數據庫進行跟蹤研究,開發了一系列的數據庫應用軟件,為當時推動辦公軟件的發展起到了促進作用。2001年后,對數據庫技術的研究應用轉型為運用數據庫技術對科學數據進行管理從而滿足實驗海量數據管理和共享的需求。近年來,為滿足用戶對數據庫管理及使用的需求,計算中心開展數據庫技術研究建設數據庫服務平臺,為用戶提供高可用、免運維的數據庫服務

網絡安全技術研究
        網絡安全技術研究是高能所計算中心的傳統優勢學科,從1997年開始研究黑客入侵防范技術以來,承擔多項國家、科學院等支持的研究任務,已經有多項創新性成果并獲得科學院和國家獎項。近年來計算中心承接國家大量網絡安全研究課題,為網絡安全技術發展做出了重要貢獻。
        近年來計算中心持續跟蹤研究前沿、開展網絡安全技術研究,熟悉新型網絡安全威脅的發展動態、掌握相應的防護技術,并不斷將最新技術融入到高能所網絡信息安全防御體系建設中,確保高能所園區網絡、數據中心網絡、重大科技基礎設施網絡和系統安全與穩定運行,逐漸形成重大科技基礎設施網絡安全體系未來將繼續深化網絡安全防護體系建設,提升安全數據關聯分析能力,從而提高安全態勢感知、預警能力和安全防護能力。

 

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