Ciencia "atorada" por falta de anchura de banda - 2

Hace unos días me referí en este blog a las dificultades muy serias que está encontrando el valioso y probado trabajo de los científicos mexicanos por ser insuficiente la anchura de banda y la calidad de la red disponible en Internet 2 en México. En esa ocasión di algunos detalles de lo que se hace en la colaboración de mexicanos con el Observatorio Pierre Auger, un extraordinario proyecto internacional que ya está dando resultados muy importantes para la investigación acerca de la radiación que llega desde el espacio, y sus implicaciones para probar teorías físicas fundamentales.


Hoy me refiero brevemente a un segundo tema, las "grids" computacionales, que igualmente están asfixiadas por el estado lamentable de las redes. Como se sabe, una "grid" computacional es - descrito en forma simplificada - un conjunto de computadoras, ubicadas en distintos sitios, interconectadas y operadas de tal manera que aparecen con una "huella de sistema operativo" única. Esta descripción esconde muchos detalles y dificultades pero implica que quien necesite usar una "grid" verá un sistema único, en el que se sumará el poder computacional de muchos equipos para un solo problema.

Para interconectar una "grid" de manera productiva, las conexiones entre equipos deben tener una anchura de banda y otras características (baja latencia) comparables con las de los equipos mismos. Así por ejemplo la interconexión de computadoras que sean "clusters" conectados internamente mediante Infiniband, a 10 Gbps, debería contar con una interconexión del orden de al menos 1 Gpbs (de lo contrario, la operación se parecerá más a un acceso "batch" a cada una de las computadoras interconectadas).

Aquí es donde encontramos la limitación. La red avanzada para educación e investigación con la que contamos en México, Internet 2, que opera CUDI para las instituciones miembros, cuenta solamente con una capacidad de 155 Mbps en el "backbone" y con conexiones de 34 Mbps a algunas de las instituciones (para mayor dificultad, en éstas se consumen unos 4 Mbps por el "overhead" de administración del enlace). Así, los enlaces más anchos disponibles para la investigación tienen una capacidad 30 veces menor que la requerida.

Las aplicaciones de "grids" que quedan fuera del alcance empiezan por el propio conocimiento de la tecnología de "grids" y su operación en condiciones de alto rendimiento. Y después de ello, tanto las aplicaciones de cómputo de alto rendimiento (química, física, geofísica, biología, etc.) como las de grandes bases de datos (observatorios astronómicos virtuales, centros de datos de ciencias genómicas y otras subdisciplinas en bioinformática) están también fuera de alcance para la ciencia mexicana.

En el fondo de la limitación de anchura de banda descrita están los altos costos de los enlaces de banda ancha, y el propósito sostenido de CUDI y sus miembros de que Internet 2 siga siendo una colaboración visionaria entre las instituciones de educación superior, las empresas, y el gobierno. Las soluciones están del lado de los proveedores de redes tanto en el sector público como en el privado; y estas contribuciones tendrán como contraprestación, como ya ocurrió en los 1990's, la formación de recursos humanos con capacidades en la frontera de la tecnología actual, y el desarrollo de proyectos que serán valiosos para los propios donadores.

Una red avanzada verdadera - Internet 2 en E.U., y por qué nosotros no

Una entrevista sensacional en una revista holandesa de redes nos lleva tras bambalinas de la red Internet 2 en Estados Unidos. La entrevista con Chris Robb, jefe de operación de esa red, nos muestra que la red Abilene original de UCAID ha sido reemplazada completamente por una red híbrida, que combina las mejores cualidades de las redes IP con las capacidades más novedosas de las redes ópticas, en las que es posible reconfigurar dinámicamente circuitos. El rendimiento es sensacional y la flexibilidad que se logra permite nuevas aplicaciones científicas.

La red tiene una capacidad inicial de 100 Gbps. Las aplicaciones científicas más importantes que prevé Robb incluyen el análisis de datos del LHC (gran colisionador de hadrones, del CERN de Ginebra) y de observaciones astronómicas de gran línea base (suma de múltiples telescopios muy distantes entre sí, que equivale a construir un lente de miles de kilómetros). Las compañías que proveen la capacidad de red (Level 3) y la conmutación (Infinera) están muy orgullosas de su aportación a la ciencia y la educación, y de lo que obtienen en reciprocidad, un mega-laboratorio de investigación para sus productos más avanzados.

¿Cuál es la situación equivalente en México? Hace unos 9 años construimos la red Internet 2 mexicana, en CUDI, con una aportación de anchura de banda de 155 Mbps en el backbone, y enlaces a cada universidad miembro de 34 Mbps nominales (menos de 30 después del "overhead" de ATM). En 2008, hemos crecido de 8 fundadores a más de 170 miembros y la red... sigue siendo la misma.

En algunas de las instituciones miembros realizamos investigaciones conjuntas con los mejores radiotelescopios del mundo, con el mismo CERN, con el Observatorio Pierre Auger (al que proveemos de software crítico para su operación y análisis de datos, del que resultó un descubrimiento notable anunciado en México apenas la semana pasada), y la encontramos asfixiada en sus comunicaciones por la situación de la red de Internet 2. En el caso de Auger, no se puede distribuir eficazmente el software a los laboratorios participantes, por las limitaciones de la red. Desde luego son muchas más las aplicaciones importantes de nuestra red, basadas en buena ciencia y buena educación, que están igualmente afectadas.

Para agravar más la situación, la conexión directa a Europa que habíamos logrado a través de la Red CLARA está suspendida y volvemos a tener que hacer saltos por E.U., debido a la combinación del retiro de parte del financiamiento y el altísimo, impagable precio de los enlaces comerciales.

¿Habrá algunas compañías y entidades de gobierno en México que vuelvan los ojos hacia la situación de las redes de educación e investigación que son el fluido vital del desarrollo de la academia?