計算中心簡介
計算中心是從事高能物理科學(xué)計算、數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)、科研信息化、科學(xué)應(yīng)用軟件研究的機(jī)構(gòu)，為高能物理重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和實驗提供數(shù)據(jù)服務(wù)和信息化支撐，負(fù)責(zé)建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)大規(guī)模的高性能科學(xué)計算和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，開展高性能計算、海量數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)格計算與云計算、大數(shù)據(jù)、志愿計算、高速網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全、科學(xué)數(shù)據(jù)管理、科學(xué)應(yīng)用軟件等前沿技術(shù)研究，是中國目前隊伍最為齊全，技術(shù)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(tǒng)組、網(wǎng)絡(luò)和安全組、數(shù)據(jù)庫開發(fā)組，同時設(shè)立室務(wù)會與學(xué)術(shù)小組。計算系統(tǒng)組負(fù)責(zé)高性能計算環(huán)境的研究與建設(shè)，為高能所的科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)存儲及科學(xué)計算等服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)和安全組的職責(zé)是跟蹤和研究網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，規(guī)劃、建設(shè)和維護(hù)高能所網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，為重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、科學(xué)計算和辦公園區(qū)提供高性能、安全、穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)及通訊服務(wù)，數(shù)據(jù)庫開發(fā)組主要承擔(dān)科研信息化應(yīng)用系統(tǒng)及相關(guān)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)。
計算中心參與了高能物理網(wǎng)格WLCG (Worldwide LHC Computing Grid)國際合作，建立了WLCG二級站點(diǎn)，作為中國區(qū)域站點(diǎn)和國際上重要的網(wǎng)格站點(diǎn)，支持CMS、Atlas、LHCb等實驗，并與國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的大型數(shù)據(jù)中心建立廣泛的合作。
2019年，計算中心獲批建設(shè)國家高能物理科學(xué)數(shù)據(jù)中心，以高能物理領(lǐng)域科研活動中產(chǎn)生的科學(xué)數(shù)據(jù)為核心實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源、軟件工具、數(shù)據(jù)分析等資源能力的匯交與共享。數(shù)據(jù)中心面向全球的科研人員提供高能物理、中子科學(xué)、光子科學(xué)、天體物理等基礎(chǔ)研究以及多學(xué)科交叉研究服務(wù)。
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(jī)是當(dāng)時國內(nèi)最大的48位國產(chǎn)DJS-8（320）計算機(jī)。1984年開始建設(shè)北京正負(fù)電子對撞機(jī)（Beijing Electron-Positron Collider, BEPC）和北京譜儀（Beijing Spectrum），計算中心在國內(nèi)率先引進(jìn)了當(dāng)時國際先進(jìn)的DEC VAX-11/780計算機(jī)，并在隨后的幾年連續(xù)進(jìn)口了5臺更為先進(jìn)的DEC VAX計算機(jī)組成了計算機(jī)集群。北京譜儀于1994年升級為BESII，計算技術(shù)也從大型機(jī)（mainframe）發(fā)展到RISC工作站機(jī)群系統(tǒng)。為順應(yīng)計算技術(shù)的發(fā)展，計算中心先后購買了12臺HP工作站，組成了BESII的數(shù)據(jù)處理和分析環(huán)境。
90年代后期，由于PC機(jī)和百兆/千兆以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是開放源碼的Linux操作系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的催生下，發(fā)展速度異常迅猛，很快進(jìn)入實用階段。計算中心于1998年開始研究和建設(shè)PC Farm，從每一個實驗獨(dú)立PC Farm逐漸整合，形成了一個中心的計算環(huán)境。高能物理所的中心計算環(huán)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(tǒng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到25000 CPU Cores，200塊GPU卡（單精度浮點(diǎn)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(shù)據(jù)的大型磁帶庫系統(tǒng)，廣泛支持各類計算密集型和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用，形成了一個具備強(qiáng)大計算處理能力和海量存儲能力的科學(xué)數(shù)據(jù)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(diǎn)，支持CMS、ATLAS、LHCb實驗，成為國際上重要的網(wǎng)格站點(diǎn)。2014年，計算中心還以我為主建設(shè)了全球分布式計算系統(tǒng)，為高能所的 BESIII、JUNO、CEPC 等實驗使用分布式計算資源進(jìn)行數(shù)據(jù)處理提供了統(tǒng)一的平臺，先后有國內(nèi)外二十多個分布式站點(diǎn)加入，貢獻(xiàn)集群、網(wǎng)格、云計算等各類異構(gòu)計算資源。
網(wǎng)絡(luò)環(huán)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(jī)通訊線路，并在1993年3月通過國際專線率先進(jìn)入國際互聯(lián)網(wǎng)，1994年建立了國內(nèi)第一個WWW網(wǎng)站，為我國信息高速公路的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。
隨著高能物理事業(yè)的發(fā)展，1995年高能所建成了以FDDI為骨干網(wǎng)，以太網(wǎng)到桌面的校園網(wǎng)；2000年全力投入新一代計算與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)，建成了千兆以太網(wǎng)為骨干、百兆快速以太網(wǎng)接入桌面的新校園網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)出口帶寬不斷增加，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)漸趨完善；2003年已經(jīng)建成由防火墻、防病毒系統(tǒng)和防垃圾郵件網(wǎng)關(guān)等組成的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系；2006年，高能所校園網(wǎng)經(jīng)過了進(jìn)一步的升級改造之后，實現(xiàn)了萬兆骨干連接，部分千兆桌面接入的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2012年，高能所建成10Gbps骨干、無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并實現(xiàn)與科技網(wǎng)的10Gbps的IPv4和10Gbps的IPv6雙鏈路網(wǎng)絡(luò)出口，同時實現(xiàn)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(xué)計算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時實現(xiàn)到歐洲、北美以及國內(nèi)合作單位10Gbps網(wǎng)絡(luò)帶寬能力，確保了與國內(nèi)外的通訊及數(shù)據(jù)交換。同年，高能所成為中國第一家接入EDUROAM的單位，為國內(nèi)158個研究機(jī)構(gòu)和高校成功加入做出了貢獻(xiàn)和示范。2018年，高能所成功加入LHCONE，為推動高能物理全球數(shù)據(jù)高效交換做出了積極貢獻(xiàn)。
隨著跨地域重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，除了高能所本部，計算中心還承擔(dān)多地網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的任務(wù)，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(diǎn)均采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)和管理模式，形成以高能所本部為中心的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用研究
從上個世紀(jì)九十年代開始，計算中心對dBASE、FoxBASE、Sybase、SQLServer、Oracle、MySQL、PostgreSQL等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行跟蹤研究，開發(fā)了一系列的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件，為當(dāng)時推動辦公軟件的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。2001年后，對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究應(yīng)用轉(zhuǎn)型為運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理從而滿足實驗海量數(shù)據(jù)管理和共享的需求。近年來，為滿足用戶對數(shù)據(jù)庫管理及使用的需求，計算中心開展數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究建設(shè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺，為用戶提供高可用、免運(yùn)維的數(shù)據(jù)庫服務(wù)
網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究
網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究是高能所計算中心的傳統(tǒng)優(yōu)勢學(xué)科，從1997年開始研究黑客入侵防范技術(shù)以來，承擔(dān)多項國家、科學(xué)院等支持的研究任務(wù)，已經(jīng)有多項創(chuàng)新性成果并獲得科學(xué)院和國家獎項。近年來計算中心承接國家大量網(wǎng)絡(luò)安全研究課題，為網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
近年來計算中心持續(xù)跟蹤研究前沿、開展網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究，熟悉新型網(wǎng)絡(luò)安全威脅的發(fā)展動態(tài)、掌握相應(yīng)的防護(hù)技術(shù)，并不斷將最新技術(shù)融入到高能所網(wǎng)絡(luò)信息安全防御體系建設(shè)中，確保高能所園區(qū)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、重大科技基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全與穩(wěn)定運(yùn)行，逐漸形成重大科技基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安全體系未來將繼續(xù)深化網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系建設(shè)，提升安全數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析能力，從而提高安全態(tài)勢感知、預(yù)警能力和安全防護(hù)能力。
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