BalticGrid pievieno Latvijas zinātniekus Eiropas tīklam

 

Kopš pirmsākumiem datortehnika uzskatīta par svarīgu komponentu pasaules zinātnes attīstības nodrošināšanā. Attīstoties tās nozīmīgums zinātnē pieauga arvien vairāk un vairāk. It sevišķi pēc datortīklu izveidošanas un interneta izplešanās pa visu pasauli dators kļuva par ikdienišķu rīku jebkuras specialitātes zinātniekam. Tomēr daudziem, pat tiem, kas strādā ar superdatoriem, datoru iespējas nav pietiekamas pētījumu veikšanai. Izeja tiek rasta, apvienojot datoru jaudu grid tīklos.

 

Eiropa attīsta e-zinātni

Grid tīklos apvienotie datori dod iespējas lietotājiem veikt aprēķinus un apstrādāt datus jaunā kvalitātē. 2004. gadā amerikāņu zinātnieki Nacionālā zinātnes fonda paspārnē izveidoja vienu no pasaules lielākajiem grid tīkliem TeraGrid, kas apvieno astoņus superdatoru centrus, nodrošinot 40 teraflopu skaitļošanas jaudu un apmēram divu petabaitu atmiņu.

Amerikāņu zinātnieki šo tīklu uzskatapar zinātnisko atklājumu veikšanas infrastruktūru. Protams, pētījumi ir svarīgi, piemēram, zemestrīču prognozēšanai un to seku modelēšanai, gruntsūdeņu piesārņošanas un attīrīšanas procesu pētīšanai vai cilvēka arteriālās sistēmas modelēšanai ir liela praktiska nozīme, lai gan kāds var iebilst, ka fundamentāli atklājumi gluži jau nu netiek veikti.

Lielu skaitļošanas jaudu nepieciešamība Eiropas zinātnē ir saprasta jau sen, un, pateicoties vairākiem ES finansētajiem grid attīstības projektiem, daudzās valstīs ir uzkrāta liela pieredze daudzveidīgu grid tīklu veidošanā. Grid infrastruktūru uzskata par e-infrastruktūras sastāvdaļu, kuras veidošana tika formulēta kā viens no svarīgākiem 6. ietvara programmas apakšuzdevumiem. Grid veidošanas pieredzi apkopo projekts EGEE. Tas ir akronīms no Enabling grids for e-science, t. i., grid pakalpojumu nodrošināšana e-zinātnei. Pamatideja ir skaidra – Eiropā ir jāattīsta e-zinātne. Projekts sākās 2004. gada 1. aprīlī un ir paredzēts diviem gadiem, bet, protams, pēc tā pabeigšanas grid attīstība turpināsies citos projektos.

Sākumā projektu bija paredzēts pārbaudīt ar diviem prioritāriem pētījumiem, kuros jau ilgāku laiku tika izmantota grid pieredze: pirmais bija kodolpētniecības centrā CERN Šveicē veicamie eksperimenti, kas prasa apstrādāt datus petabaitos, otrais bija medicīniskie pētījumi. Piemēram, slimnīcās uzkrāj dažus terabaitus medicīnisko datu gadā, līdzīgs daudzums datu ir jāapstrādā arī genomu pētniecībā utt. Ļoti drīz kļuva skaidrs, ka aprobežoties ar šīm diviem virzieniem nav saprātīgi, un lietojumos tika iekļautas zinātnes par zemi, elementārdaļiņu astrofizika un skaitļošanas ķīmija. Nedaudz vēlāk arī kosmoloģija, medikamentu izstrāde, hidroloģija un grid izmantošana informācijas kategorizācijā un meklēšanā.

EGEE projektā piedalās apmēram 70 zinātniskie institūti no 27 valstīm, to skaitā arī no ASV, Izraēlas, Krievijas, Taivānas, Korejas, kas nav Eiropas Savienības valstis. Jāatzīst, ka Baltijas valstis šajā un līdzīgos projektos līdz šim aktīvi nepiedalījās un arī grid izmantošana šeit nav ieguvusi popularitāti, kas apgrūtina un dažreiz padara neiespējamu Baltijas zinātnieku piedalīšanos modernās zinātnes attīstībā.

 

Uzdevums 30 mēnešiem

Būtiska stāvokļa uzlabošana ir jānodrošina 6. ietvara programmas projektam BalticGrid, kurš tika sākts 1. novembrī un turpināsies 30 mēnešus. Tā uzdevums ir izveidot Baltijas valstīs nacionālos grid tīklus un integrēt tos kopējā visas Eiropas, galvenokārt EGEE, un vēlāk globālajā grid tīklā. Svarīgs stratēģisks uzdevums ir arī aktivizēt grid izmantošanu Baltijas valstīs, lai zinātnieki ne tikai varētu, bet arī patiešām izmantotu šo iespēju pētījumos, sadarbojoties gan savstarpēji, gan ar citu ES dalībvalstu zinātniekiem kopējā Eiropas pētniecības telpā. Protams, šajā projektā ir paredzēta arī zinātnieku apmācība un pieredzes apmaiņa, un ne tikai zinātnieku apmācība – jāapmāca arī grid tīkla speciālisti, kas šo tīklu varētu uzturēt nevainojamā darba kārtībā.

Projektā piedalās desmit organizācijas no trim Baltijas valstīm, Polijas un Zviedrijas, kā arī Eiropas kodolfizikas centrs CERN, kas atrodas Šveicē. Projekta koordinators ir Karaliskais tehniskais institūts Stokholmā. No Latvijas šajā projektā piedalās LU Matemātikas un informātikas institūts (LU MII) un Rīgas Tehniskā universitāte. Grid tīkla attīstība Eiropā tiek nodrošināta ar Eiropas Akadēmiskā gigatīkla GEANT komunikāciju resursiem, tāpēc arī galvenais izpildītājs Latvijā ir GEANT tīkla uzturētājs – Latvijas Akadēmiskais datortīkls LATNET, kas ir LU MII apakšvienība.

 

Latvija sagatavos tīkla vadītāju

Lai varētu izveidot darba spējīgu un drošu grid tīklu, ir jāveic daudz organizatoriska, tehniska un pētniecības darba. Piemēram, ir jāizveido tīkla lietotāju reģistrācijas un sertifikācijas sistēma, jo pieeja tīklam būs iespējama tikai kvalificētiem un pārbaudītiem speciālistiem. Tas tiek darīts tāpēc, ka grid tīklā ir jānodrošina pilnīga datu drošība. Speciālistu reģistrācijas un sertifikācijas sistēmas izveidošana un darbs ar to ir uzticēts kolēģiem no Igaunijas Akadēmiskā datortīkla EENET, kuri izmantos pieredzi darbā Ziemeļvalstu grid tīklā Nordunet.

Savukārt Latvijas speciālisti atbild par tīkla veidošanu, resursu mobilizāciju un darba nodrošināšanu. Latvijai būs jāsagatavo BalticGrid tīkla menedžeris un jānodrošina tā darbs. Būs jāizveido sadarbības līgumu projekti starp grid tīkla dalīborganizācijām un arī jānoslēdz līgumi, kas noteiks, kādā veidā un cik lielā apjomā tīkla dalībnieki Baltijas valstīs sniegs pakalpojumus cits citam. Eiropas grid tīkliem jau ir izstrādātas un tiek izmantotas tīkla izmantošanas uzskaites programmas, bet būs jāizstrādā izmantošanas statistikas un tendenču analīzes principi un datu apstrādes programmas.

 

Vajadzīgs nacionālais grid tīkls

Īstenojot projektu, Latvijā būs jāpārvar būtiska problēma, jo mūsu valstī atšķirībā no Igaunijas un Lietuvas nav nacionālā grid tīkla. Potenciālie Latvijas grid tīkla izmantotāji nav apvienoti, viņu vajadzības nav izzinātas, un tie darbojas katrs par sevi. Šāda grid tīkla veidošana projektā BalticGrid netiek finansēta, un par to jārūpējas pašām dalībvalstīm.

Lai radītu nacionālā grid tīkla infrastruktūru, pirmām kārtām,tiek izveidots Latvijas grid tīkla atbalsta punkts. Šim nolūkam LU MII nolēma daļu valsts programmā Atbalsts zinātniskās infrastruktūras modernizēšanai valsts zinātnes institūcijās saņemto ERAF līdzfinansētajam projektam Latvijas Universitātes Matemātikas un Informātikas institūta programminženierijas pētniecības centra modernizācija paredzēto resursu novirzīt Latvijas grid tīkla atbalsta klastera (11 datori) izveidei. To pamatā izmantos dažādu programmatūras un starpprogrammatūras risinājumu izstrādei un testēšanai, drošības problēmu analīzei, darbu uzskaites un tīkla izmantošanas analīzes programmu attīstīšanai, tīkla darba optimizācijas pētījumiem utt.

Ļoti būtiska visā projektā ir grid tīkla potenciālo lietotāju apzināšana, to prasību identificēšana un nodrošināšana. Pielietojumu politiku BalticGrid tīklā veidos lietuviešu kolēģi, pievēršot īpašu uzmanību ne tikai aprēķinu veikšanas izvēršanai grid tīklā, bet arī tam, lai šis tīkls kalpotu sadarbības nostiprināšanai starp līdzīga profila speciālistiem kaimiņu zemēs Baltijā, veidojot speciālās interešu grupas un organizējot to apmācību. Projekta BalticGrid izveidotās infrastruktūras un pakalpojumu kvalitātes novērtēšanai tiks izmantoti pielietojumi bioloģijā un medicīnā, vides zinātnēs, materiālu zinātnē un augstu enerģiju fizikā, lai gan varēs pārbaudīt arī citus nozīmīgus un interesantus lietojumus.

Rezultātā kopīgi tiks radīts Eiropas grid Latvijas segments un Latvijas zinātnieki varēs intensīvi piedalīties modernās zinātnes attīstībā, par kuras svarīgumu tik daudz runā gan Latvijā, gan visā Eiropā. 

Jānis ĶIKUTS

Bruno MARTUZĀNS