Surfnet 6 biedt Nortel een optisch net als proeftuin

Naast het leveren van verbindingen tussen de onderzoeksinstellingen, is het netwerk ook zelf onderwerp van onderzoek. Surfnet wil in de komende jaren bereiken dat individuele onderzoekers of zelfs applicaties vlot tera- of zelfs petabits aan data kunnen versturen door zelf, zonder tussenkomst van derden, een volledig optische dataverbinding op te zetten tussen twee instituten. Nortel Networks, dat de optische apparatuur voor het netwerk levert, levert een actieve bijdrage in het onderzoek aan deze User Controlled Lightpath Provisioning (UCLP)-problematiek. Rod Wilson, directeur van het Advanced Technology Investments bedrijfsonderdeel van Nortel, legt uit waarom het contract voor zijn bedrijf dan ook meer is dan een levering van apparatuur. "Dit is een ontdekkingstocht waarbij gaandeweg problemen opduiken die we moeten oplossen. Wij willen bovendien niet wachten tot anderen de standaarden zetten. Daarom is dit werk voor ons cruciaal om de standaardisering te sturen." Een van de aandachtsvelden waarop Nortel zich richt is dat toepassingen autonoom signaleren dat er behoefte aan extra bandbreedte is, waarop het netwerk vervolgens automatisch kan reageren. Op dit moment is de herconfiguratie van het netwerk nog een handmatig proces. Wanneer de applicatie daar zelf meer initiatief in kan nemen, moeten er echter wel grenzen gesteld worden om te voorkomen dat een enkele toepassing de controle over het netwerk volledig opeist. Back-up Een voorbeeld is een automatische back-up van een server die zichzelf wil kopiëren naar een ‘mirror’ op een andere plek in het netwerk. Op het moment dat de back-up-routine begint kan de serversoftware een korte dialoog hebben met de beheerlaag van het netwerk. Die reserveert dan tijdelijk meer bandbreedte voor die toepassing. De back-up-procedure kan zo snel plaatsvinden. Maar de beheerlaag kan ook besluiten dat het moment niet zo geschikt is en de hele operatie enige tijd uitstellen. Wilson: "Een ander, meer science-fictionachtig scenario waar wij aan denken, is dat het netwerk reageert op signalen van een server of toepassing dat zich een storing aandient. Het zou mooi zijn als de server in de laatste momenten voor zijn ‘overlijden’ zijn essentiële gegevens doorstuurt zodat een hersteloperatie daarna veel efficiënter verloopt. Om dit soort zaken in een volledige optische omgeving te regelen, is een hele uitdaging." De angel zit volgens Wilson niet in het maken van een paar regels code op een server. Het gaat om de interactie van de applicatie met het netwerk, de Applicatie Specific Interface (API’s), die zorgvuldig moeten worden ontworpen. "Het beheer van het optische netwerk moet voldoende gesofisticeerd zijn om te begrijpen hoe de karakteristieken van het netwerk in elkaar zitten. Dit is geen simpele afstandsbediening, maar een intelligente samenwerking tussen de applicatie en het netwerk", legt Wilson uit. Het type vraagstukken waar Nortel mee aan de slag wil, liggen parallel aan het onderzoek dat Surfnet met het nieuwe netwerk heeft gepland. Surfnet-directeur Cees Neggers legt uit dat de manier waarop de huidige optische netwerken werken, niet meer voldoen voor een toenemend aantal onderzoeksgroepen die spectaculaire datastromen genereren. Bekend voor beeld is het LOFAR-astronomieproject. De vele honderden kleine antennes, die samen een grote radiotelescoop vormen, produceren 2 gigabit per seconde aan gegevens die vanaf verschillende plekken in Noord-Nederland en Duitsland naar de supercomputer in Groningen moeten worden getransporteerd. Een deel van die gegevens gaat door naar universiteiten in het buitenland om daar te worden geanalyseerd. Omzetten Tot nog toe verloopt het meeste datatransport over gerouteerde netwerken. Zelfs verkeer dat met laserpulsen door glasvezelkabels gaat wordt op elk knooppunt weer omgezet in een elektronisch signaal. Vervolgens worden de adreslabels van de datapakketjes gelezen en klaargezet voor het volgende deel van de route. Daarna vindt weer een omzetting naar een lichtsignaal plaats door een laser met een bepaalde kleur licht (lambda) te activeren. Dit gebeurt soms wel tientallen keren op een route. Voor het meeste netwerkverkeer dat kortstondige verbindingen vereist met een grote diversiteit aan eindbestemmingen, is dit een efficiënte manier van gebruik van de infrastructuur. De omzettingen en de routering kosten echter tijd. Bovendien hebben de routers een beperkte capaciteit. Voor zo’n terabyte-datatransport van LOFAR of bijvoorbeeld van een onderzoek van de farmaceutische industrie naar modellering van moleculen, is het handiger een verbinding op te zetten zonder tussenkomst van routers. Dat gaat sneller en ontlast de routers. Tot nog toe moet zo’n ‘lambda’-verbinding worden aangevraagd bij de beheerders van de diverse netwerken waarover de verbinding loopt. Als organisatorisch alle lichten op groen staan, moeten technici, veelal handmatig, de verbinding tot stand brengen. Het duurt daarom vaak enkele dagen tot weken tot zo’n superdatapad beschikbaar is. Surfnet werkt daarom, samen met zijn Canadese pendant Canarie en universiteiten in Nederland, Canada en de Verenigde Staten, aan software die dat proces automatiseert. Daarbij speelt het softwarematig aanpassen van de fysieke configuratie van netwerkcomponenten een rol, maar ook het regelen van de juiste bevoegdheden. Niet iedereen mag immers zo maar zo’n dikke datapijp opeisen. Onderzoek op afstand Bij Nortel zullen zo’n tien tot vijftien mensen betrokken zijn bij dit onderwerp waaronder hun toponderzoeker Franco Travestino. Hij stippelt in nauw overleg met Surfnet het wetenschappelijk programma voor Nortel uit. Travestino is tevens de technische coach van het Global Grid Forum, een van de applicaties die eveneens in het Surfnet-programma een belangrijke rol speelt. Een groot deel van het onderzoek dat Nortel samen met Surfnet doet, vindt plaats in Nederland. Met name het testen van toepassingen in het netwerk bijvoorbeeld in samenwerking met de medische faculteiten van de Nederlandse onderzoeksinstellingen, moet grotendeels hier worden uitgevoerd. Wilson: "De grap met netwerken is echter dat je ook veel op afstand kunt doen. Dus het basale schrijven van coderegels kan net zo goed in Ottawa of in een van de andere Nortel-laboratoria plaatsvinden." Een andere researchnetwerkorganisatie waar Surfnet en Nortel nauw mee samenwerkt, is de North West University in Chicago. "Amsterdam is de ontmoetingsplaats voor Europese samenwerking van onderzoekers en zo staat voor Noord-Amerika de hub in Chicago", zegt Wilson. Ervaring Hij verwacht niet dat Nortel de resultaten van het fundamentele werk één op één in producten verwerkt. Het gaat het bedrijf erom ervaring op te doen met technieken en oplossingen voor problemen. Vervolgens gaan de ideeën naar de productontwikkelaars die er al dan niet gebruik van maken. Soms gaan ideeën ook enige tijd in de ijskast om later in een heel andere context uitkomst te bieden. De samenwerking met Surfnet levert Nortel ook op het operationele vlak kennis en ervaring. "Wat we in de laboratoria niet kunnen nabootsen zijn de situaties die je tegenkomt in metro-netwerken [stads- en regioglasvezelringen, red]. Die zijn bijvoorbeeld aan elkaar geknoopt na acquisities en bestaan vaak uit vezels van suboptimale kwaliteit. Wij kunnen veel leren van het werk dat we doen om voor die imperfecties te compenseren. Surfnet heeft de juiste omvang daarvoor en is absoluut het toonaangevende netwerk in zijn soort in de wereld."