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計算中心简介
 

計算中心简介
        計算中心是从事高能物理科学计算、数据存储、网络、科研信息化、科学应用软件研究的机构,为高能物理重大科技基础设施和实验提供数据服务和信息化支撑,负责建设、运行和维护大规模的高性能科学计算和網絡環境,开展高性能计算、海量数据存储、网格计算与云计算、大数据、志愿计算、高速网络、网络安全、科学数据管理、科学应用软件等前沿技术研究,是中国目前队伍最为齐全,技术力量最为雄厚的高能物理計算中心。
        計算中心由三个行政组组成,分别是计算系统组、网络和安全组、数据库开发组,同时设立室务会与学术小组。计算系统组负责高性能计算环境的研究与建设,为高能所的科学研究提供数据存储及科学计算等服务。网络和安全组的职责是跟踪和研究网络技术,规划、建设和维护高能所網絡環境,为重大科技基础设施、科学计算和办公园区提供高性能、安全、稳定、可靠的网络及通讯服务,数据库开发组主要承担科研信息化应用系统及相关数据库系统的开发。
        計算中心参与了高能物理网格WLCG (Worldwide LHC Computing Grid)国际合作,建立了WLCG二级站点,作为中国区域站点和国际上重要的网格站点,支持CMS、Atlas、LHCb等实验,并与国内外相关领域的大型数据中心建立广泛的合作。
        2019年,計算中心获批建设国家高能物理科学数据中心,以高能物理领域科研活动中产生的科学数据为核心实现数据资源、软件工具、数据分析等资源能力的汇交与共享。数据中心面向全球的科研人员提供高能物理、中子科学、光子科学、天体物理等基础研究以及多学科交叉研究服务。

計算中心历史沿革
計算平台
        高能所計算中心成立于1974年,第一台计算机是当时国内最大的48位国产DJS-8(320)计算机。1984年开始建设北京正负电子对撞机(Beijing Electron-Positron Collider, BEPC)和北京谱仪(Beijing Spectrum),計算中心在国内率先引进了当时国际先进的DEC VAX-11/780计算机,并在随后的几年连续进口了5台更为先进的DEC VAX计算机组成了计算机集群。北京谱仪于1994年升级为BESII,计算技术也从大型机(mainframe)发展到RISC工作站机群系统。为顺应计算技术的发展,計算中心先后购买了12台HP工作站,组成了BESII的数据处理和分析环境。
        90年代后期,由于PC机和百兆/千兆以太网络技术的不断发展,特别是开放源码的Linux操作系统在互联网技术的催生下,发展速度异常迅猛,很快进入实用阶段。計算中心于1998年开始研究和建设PC Farm,从每一个实验独立PC Farm逐渐整合,形成了一个中心的计算环境。高能物理所的中心计算环境包括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,系统规模已经达到25000 CPU Cores,200块GPU卡(单精度浮点计算能力超过每秒千万亿次),30PB磁盘存储和以及可以容纳超过50PB数据的大型磁带库系统,广泛支持各类计算密集型和数据密集型应用,形成了一个具备强大计算处理能力和海量存储能力的科学数据平台。
        为了便于国际合作和资源的共享,計算中心于2006年建立了WLGC二级站点,支持CMS、ATLAS、LHCb实验,成为国际上重要的网格站点。2014年,計算中心还以我为主建设了全球分布式计算系统,为高能所的 BESIII、JUNO、CEPC 等实验使用分布式计算资源进行数据处理提供了统一的平台,先后有国内外二十多个分布式站点加入,贡献集群、网格、云计算等各类异构计算资源。

網絡環境
        为满足高能所科研工作国际合作的需要,高能所計算中心于1986年建成了我国第一条国际计算机通讯线路,并在1993年3月通过国际专线率先进入国际互联网,1994年建立了国内第一个WWW网站,为我国信息高速公路的发展做出了积极贡献。
        随着高能物理事业的发展,1995年高能所建成了以FDDI为骨干网,以太网到桌面的校园网;2000年全力投入新一代计算与網絡環境建设,建成了千兆以太网为骨干、百兆快速以太网接入桌面的新校园网;网络出口带宽不断增加,网络服务渐趋完善;2003年已经建成由防火墙、防病毒系统和防垃圾邮件网关等组成的网络安全防护体系;2006年,高能所校园网经过了进一步的升级改造之后,实现了万兆骨干连接,部分千兆桌面接入的星型网络结构。2012年,高能所建成10Gbps骨干、无线网络全覆盖的IPv4/IPv6双栈網絡環境,并实现与科技网的10Gbps的IPv4和10Gbps的IPv6双链路网络出口,同时实现到欧洲1Gbps和北京到北美622Mbps的专用国际带宽;2015年,高能所計算中心建成160Gbps骨干的科学计算網絡環境,同时实现到欧洲、北美以及国内合作单位10Gbps网络带宽能力,确保了与国内外的通讯及数据交换。同年,高能所成为中国第一家接入EDUROAM的单位,为国内158个研究机构和高校成功加入做出了贡献和示范。2018年,高能所成功加入LHCONE,为推动高能物理全球数据高效交换做出了积极贡献。
        随着跨地域重大科技基础设施建设,除了高能所本部,計算中心还承担多地网络建设和维护的任务,包括:大亚湾中微子实验站(广东大亚湾)、江门中微子实验站(广东江门)、中国散裂中子源(广东东莞)和高海拔宇宙线观测站(四川稻城)等。本部和异地站点均采用统一的网络技术架构和管理模式,形成以高能所本部为中心的分布式網絡環境。

數據庫技術應用研究
        从上个世纪九十年代开始,計算中心对dBASE、FoxBASE、Sybase、SQLServer、Oracle、MySQL、PostgreSQL等数据库进行跟踪研究,开发了一系列的数据库应用软件,为当时推动办公软件的发展起到了促进作用。2001年后,对数据库技术的研究应用转型为运用数据库技术对科学数据进行管理从而满足实验海量数据管理和共享的需求。近年来,为满足用户对数据库管理及使用的需求,計算中心开展数据库技术研究建设数据库服务平台,为用户提供高可用、免运维的数据库服务

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传统优势学科,从1997年开始研究黑客入侵防范技术以来,承担多项国家、科学院等支持的研究任务,已经有多项创新性成果并获得科学院和国家奖项。近年来計算中心承接国家大量网络安全研究课题,为网络安全技术发展做出了重要贡献。
        近年来計算中心持续跟踪研究前沿、开展網絡安全技術研究,熟悉新型网络安全威胁的发展动态、掌握相应的防护技术,并不断将最新技术融入到高能所网络信息安全防御体系建设中,确保高能所园区网络、数据中心网络、重大科技基础设施网络和系统安全与稳定运行,逐渐形成重大科技基础设施网络安全体系未来将继续深化网络安全防护体系建设,提升安全数据关联分析能力,从而提高安全态势感知、预警能力和安全防护能力。

 

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