ساخت یك شبكه كامپیوتری واحد برای كل جهان

متخصصان در تلاشند تا كامپیوتری به بزرگی جهان بسازند

به نقل از هفته‌‏نامه نیوزویك , هدف نهایی محاسبات شبكه نوری ایجاد یك شبكه واحد در سراسر جهان است, به طوری‌‏كه ارتباط میان اجزای شبكه به‌ ‏حدی سریع و منسجم باشد كه به‌ ‏‌‏صورت یك كامیپوتر واحد عمل كنند. هنوز بیشتر اوقات از این شعار به عنوان ابزاری برای توصیف پیشرفت‌‏هایی استفاده می‌‏شود كه به شركت‌‏ها اجازه می‌‏دهد از طریق كامپیوتر در ساعات بیكاری با آرامش بیشتری به مدیریت حجم بالای كار خود بپردازند.

در كنفرانس محاسبات كامپیوتر در فیزیك كوانتم كه اواخر سپتامبر در شهر اینتر لاكان سوئیس برگزار شد, فیزیك‌‏دانان و مهندسان به بررسی طرح جدید شبكه‌‏ای محاسباتی پرداختند كه حاصل آن ایجاد یك سیستم كاملا منحصر به فرد است.

چیزی كه میل فیزیك‌‏دانان به افزایش توان محاسباتی را بر‌‏می‌‏انگیزد سیل داده‌‏هایی است كه از LHC ها (LARGE HARDON COLLIDER), نسل آینده دستگاه‌‏های خرد كننده ذرات, بیرون می‌‏ریزد.

این LHC ها در سال 2007 در آزمایشگاه فیزیك ذرات اروپا CERN, كه در نزدیكی ژنو واقع شده است, فعالیت خود را آغاز خواهد كرد. این دستگاه‌‏ها در سال 15 پتابایت(میلیون‌‏ها میلیارد بایت) یا معادل سه میلیون DVD داده تولید می‌‏كنند.

فیزیك‌‏دانان این داده‌‏ها را ذخیره كرده و به مدت حداقل دو دهه به غربال این داده‌‏ها می‌‏پردازند تا شاید برخوردهای نادری را پیدا كنند كه به‌‏ تولید ذرات جدید منجر شده است.

برای درك بهتر موقعیت LHC لازم به ذكر است كه براساس تخمین‌‏ها سالیانه حدود چند هزار پتابایت اطلاعات بر روی كره زمین تولید می‌‏شود وLHC حدود یك درصد كل داده‌‏ها را تولید می‌‏كند و حدود 100 هزار كامپیوتر از نوع پیشرفته‌‏ترین PC های امروزی به‌‏همراه تجهیزات جانبی نظیر دیسك‌‏ها و نوارهای ذخیره اطلاعات و امكانات شبكه‌‏ای پرسرعت نیاز است تا همه این داده‌‏ها را تحلیل كند.

طبق این گزارش, طرح ایجاد یك سیستم كامپیوتری توزیع شده كه از عهده این سیل داده‌‏ها بر‌‏آید, از قبل نیز مطرح شده و در كل عملی است. اگر قرار باشد داده‌‏ها بر روی یك سایت متمركز شود حمایت مالی و تامین توان محاسباتی لازم و ظرفیت مورد نیاز برای ذخیره داده‌‏ها دشوار خواهد بود.

از طرف دیگر اگر محاسبات كامپیوتری بین صدها موسسه در سراسر جهان كه در زمینه LHC فعال هستند, توزیع شود هر موسسه, می‌‏تواند با كمك گرفتن از منابع مالی ملی یا منطقه‌‏ای, هزینه مورد نیاز را تهیه كند و فشار مالی موجود بر كل سیستم را كاهش دهد.

گفتنی است, شبكه محاسباتی LHC یا LCG یك سال پیش ارایه خدمات پایه به فیزیك‌‏دانان را در شرایطی آغاز كرد كه تنها 12 مركز در این زمینه فعالیت می‌‏كردند.

در ابتدا مدیریت و كنترل این شبكه محاسباتی دشوار بود ؛ چرا كه ״واسطه افزار״ نرم‌‏افزاری كه عرضه و تقاضای منابع موجود در شبكه را كنترل می‌‏كرد و نیز جنبه‌‏های امنیتی و دیگر جزییات و مسایل ناشی از یك شبكه توزیع شد‌‏ه از طریق شبكه‌‏های كابلی از مراكز دانشگاهی مختلف به هم مرتبط می‌‏شد , سیستم ارتباطی چندان پیشرفته و كامل نبود ؛ اما پروژه LCG در مدت زمان اندكی دشوارترین مسایل را نیز حل كرده است.

به گزارش ایلنا, همچنین, درحال حاضر 80 مركز محاسباتی در 25 كشور در زمینه این پروژه همكاری می‌‏كنند و در مجموع 7 هزار كامپیوتر در این مراكز درگیر پردازش و تحلیل داده‌‏ها هستند كه این میزان به مراتب كمتر از نیاز LHC است.

لیس رابرتسون, مدیر پروژهLCG, می‌‏گوید: از آنجایی كه هنوز سه سال تا آماده شدن دستگاه ایجاد برخورد بین ذرات مانده است, می‌‏توان امیدوار بود كه تعداد این مراكز گسترش یابد و تا حد زیادی نیاز LHC تامین شود.

در اینترلاكان, فیزیك‌‏دانان اعلام كرده‌‏اند: اخیرا چالش‌‏های نه‌‏چندان موفقی را بین داده‌‏ها ایجاد كرده‌‏اند, به‌‏عنوان مثال, طی یكی از این چالش‌‏ها از شبكه برای پردازش داده‌‏های‌‏ LHC تحریك شده, استفاده شد؛ اما تنها به میزان یك چهارم چیزی كه فیزیك‌‏دانان از دستگاه ایجاد بر‌‏خورد بین ذرات انتظار داشتند, برآورده شد.

در حال حاضر LCG به عنوان بزرگترین و جهانی‌‌‏ترین شبكه كامپیوتر شناخته شده‌‏است ؛ البته بدیهی است كه این تنها شبكه موجود نیست.

این گزارش حاكی است, حدود شش سال پیش سازمان مطالعات فضایی آمریكا״ ناسا״ یك شبكه توان اطلاعاتی را راه‌‏اندازی كرد و به دنبال این شبكه ده‌‏ها شبكه دیگر نیز در زمینه‌‏های مختلف از ایجاد زلزله گرفته تا شیمی كوانتوم راه‌‏اندازی شد.

فیزیك‌‏دانان ذرات نیز از شبكه‌‏های محاسباتی تهیه شده توسط شركت نورد و گرید, واقع در اسكاندیناوی و گرید 3 , یك كنسرسیوم واقع در ایالات متحده, كمك می‌‏‌‏گیرند.

به گفته رابرتسون, نورد و گرید و گرید 3, با سیستم LCG در ارتباط مستقیم هستند , با این حال همگرایی در راستای استانداردهای مشترك یك واسطه افزار در دنیای آكادمیك, از روند كندی برخوردار است و تا تحقق یك شبكه واحد به آن شكلی كه بسیاری از كاربران تصور می‌‏كنند, زمان زیادی مانده است.

برخلاف تصورات موجود, همه مشكلات به كمك این مجموعه مراكز توزیع شده كه زیربنای شبكه را تشكیل می‌‏دهند, به آسانی قابل حل نیستند.

به عبارت دیگر, این مراكز همیشه بهترین راه‌‏حل را ارایه نمی‌‏دهند. ابر‌‏كامپیوترهای واقعی به‌ ‏دلیل بعضی مسایل علمی نظیر پیش‌‏بینی وضع هوا كه لازمه آن ارتباط پیوسته تعداد زیادی پردازشگر است, قابل جایگزینی و تعویض نیستند.

از طرف دیگر, جستجو به دنبال توان كامپیوتر اضافی در بین كامپیوترهای شخصی متصل به اینترنت, به روش موثری برای حل مسایل پیچیده مبدل شده است, این مسایل پیچیده را می‌‏توان بین تعداد زیادی كامپیوترهای شخصی كوچك و مستقل تقسیم كرد. SET@HOME كه یك ذخیره‌‏ساز پرده است و اولین و معروف‌‏ترین این برنامه‌‏ها است, در اوقات بیكاری سیگنال‌‏های رادیویی راتجزیه و تحلیل می‌‏كند و به‌ ‏دنبال پیام‌‏هایی از سوی عالم بیگانه می‌‏شود.

درحال حاضر SET@HOME همچنان بزرگترین این پروژه‌‏ها است؛ اگرچه یك سكوی چند منظوره جدید به اسم BOINC برای برخورد با مسایل گوناگون‌‏تر راه‌‏اندازی شده است.

با این وجود, دست اندركاران این صنعت همچنان مشتاقانه تلاش می‌‏كنند LCG را توسعه دهند؛ به عنوان مثال, شركت‌‏های HEWLETT-PACKARD ،‌‏IBM ،‌ INTEL ، ORACLE و INTRASYS NETWORKS, كه یك شركت شبكه‌‏‌‏ای اختصاصی است و در ماساچوست قراردارد, با آزمایشگاه CERN, یك آزمایشگاه باز ایجاد كرده‌‏اند تا پیشرفته‌‏ترین سخت افزارها و نرم افزار‌‏های خود را بر روی سیستم LCG به‌‏كار گیرند.

شركت مذكور این كار را به‌‏خاطر اهداف بشر دوستانه انجام نمی‌‏دهد ؛ بلكه اتفاقات موجود در این سیستم را تحت نظر دارد تا شاید روزی بتواند یك فرصت تجاری كارآمد برای خود ایجاد كند.

ممكن است, افراد اهل شك از خود بپرسند كه چرا شركت‌‏های خصوصی همانند فیزیك‌‏دانان ذرات, صنایع محاسباتی خود را در اختیار یكدیگر قرار می‌‏دهند ؛ زیرا خطرات امنیتی ناشی از این همكاری می‌‏تواند جبران‌‏ناپذیر باشد و مزایای اقتصادی آن نیز به نوعی نامعلوم است. گفتنی است, این شك‌‏اندیشان نباید فراموش كنند كه 12 سال پیش در كنفرانس اینترلاكان یك مهندس جوان CERN به اسم تیم برنرلی, تی‌‏شرت‌‏هایی را پخش كرد كه بر روی آن عنوان شبكه جهانی تبلیغ شده بود.آن زمان این شبكه جهانی یا همانWWW, یك ابزار شبكه‌‏ای جدید و نسبتا مبهم بود كه ارزش اقتصادی آن نامشخص بود ؛ اما امروزه همین شبكه جهانی به یك محور اقتصادی عمده مبدل شده است, پس بدون شك روزی خواهد رسید كه شبكه واحد جهانی نیز به یك پدیده عادی مبدل شود.