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Feature Stories -Forschungskooperation vorantreiben mit der Hochgeschwindigkeitsinfrastruktur von GÉANT

GÉANT, das pan-europäische Internet-Verbindungsnetzwerk der europäischen Forschung, weist eine rasante Entwicklung auf. Dank seiner 99,99%-igen Verfügbarkeit, der kontinuierlichen Weiterentwicklung und einer wachsenden Reihe von Multi-Domain-Services zur Verbesserung von Leistung und Zugang wird GÉANT als das fortschrittlichste Netzwerk der Welt angesehen. Nun baut es auf diesem Ruf mit einem umfassenden Upgrade seiner Übertragungs- und Switching-Technologie auf und macht das Netz für das Jahr 2020 zukunftssicher. Europas kritisches Netzwerk wird weiterhin Forschung und Innovation ermöglichen, die als Triebfeder des Wachstums in Europa angesehen werden, indem es einige der weltweit größten und datenintensivsten Forschungsprojekte unterstützt.

Digitale Wirtschaft

GÉANT wurde vor mehr als vor einem Jahrzehnt aufgestellt, um die Forschungszusammenarbeit und den Wissensaustausch unter den europäischen Forschern und darüber hinaus zu ermöglichen. Es hat seitdem eine entscheidende Rolle bei der Erleichterung der Forschungsprojekte gespielt, die die europäische Wettbewerbsfähigkeit aufrechterhalten helfen und Einblick in die Lösung einiger der größten Herausforderungen der Menschheit geben. Das fortschrittliche Netzwerk und die Dienste von GÉANT ermöglichen Forschungsprojekte in Bereichen wie Klimawandel und Umweltmonitoring, Lebensmittel- und Energieversorgung, Teilchenphysik und Radioastronomie, Medizin und Bioinformatik. Zusammen mit den Nationalen Forschungs- und Bildungsnetzen (National Research and Education Networks) Europas verbindet GÉANT über 40 Millionen Nutzer an mehr als 8000 Universitäten, Fachhochschulen, Forschungsinstituten, Bibliotheken, Museen, nationalen Archiven und Krankenhäuser sowie weitere 22 000 Grund- und Sekundarschulen. GÉANT wird von DANTE koordiniert, welches anspruchsvolle Netzwerke für Forschung und Bildung (einschließlich TEIN, CAREN Kanalisationsnetzsowie GÉANT) plant, baut und betreibt. Das GÉANT-Konsortium besteht aus einer föderierten Gemeinde von 31 europäischen nationalen Forschungs- und Bildungsnetzwerken (NREN); Nordunet (repräsentiert fünf nordischen NREN); der Trans-European Research and Education Networking Association (Terena) und vier assoziierten NREN sowie DANTE. Die aktuelle Auflage des GÉANT-Projekts (auch bekannt als GN3) wird ebenfalls mit 93 Mio. EUR von der Europäischen Kommission unterstützt. Die NREN-Partner sorgen für die pan-europäische Vernetzung und Dienstleistungen an Nutzer auf lokaler Ebene. Das 500 Gbps Roll-out GÉANT führt derzeit ein wichtiges Upgrade der Infrastruktur durch, dazu gehört auch die neueste Übertragungs- und Switchingtechnik, um bis zu 2 Terabit pro Sekunde (Tbit) Kapazität über das Kernnetz zu unterstützen. Dadurch wird die kritische Netzwerk-Infrastruktur von Europa bis 2020 zukunftssicher gemacht. 500 Gigabit pro Sekunde (Gbps) Kapazität wird ab der ersten Implementierung über das Kernnetz verfügbar sein, es wird Schaltungen in ganz Europa liefern, die Datenübertragungsraten von bis zu 100;\Gbps oder ein Vielfaches davon ermöglichen werden, wodurch eine schnellere Zusammenarbeit bei kritischen Projekten möglich und die rasch steigende Nachfrage für Datenübertragung befriedigt wird. CERN war der erste 100 Gbps Kunde, der Genf mit dem neuen Rechenzentrum in Ungarn verbindet, um dort die riesigen Datenmengen aus dem Large Hadron Collider (LHC) zu verarbeiten und zu speichern. "Die 50 000-km des GÉANT-Backbonenetzes völlig zu erneuern und alle vorhandenen Geräte mit der neuesten Übertragungs- und Vermittlungstechnik zu ersetzen und über 150 neue Ausrüstungsgegenstände in 10 Monaten zu installieren ist ein riesiges Projekt", sagt Michael Enrico, Leiter der Technologieabteilung von DANTE. "Großprojekte, an denen globale Partner beteiligt sind, wie der LHC von CERN und das bevorstehende Square Kilometer Array (das weltweit größte Radioteleskop), generieren hohe Datenmengen, die verteilt, analysiert, gespeichert und abgerufen werden sollen. Dieser Bedarf an schnellen, stabilen Datenübertragungsraten hängt stark von der hohen Geschwindigkeit und der dedizierten Bandbreite ab, die von Forschungsnetzwerken wie GÉANT angeboten werden und dem täglich wachsenden Bedarf an einem Terabit-Netzwerk." Die vorherige Iteration des GÉANT-Projekts (auch bekannt als GN2) konzentrierte sich auf die Bereitstellung des Hybrid-Netzwerks, wobei die innovativste Switching- und Routing-Technologie eingesetzt wurde. Der Fokus wechselte dann zur Entwicklung und Lieferung eines erweiterten Service-Portfolios, damit die Benutzer das Beste aus dem Netzwerk mithilfe ihres NREN herausholen konnten. Angesichts des Angebots an Connectivity-Diensten können Forscher (und andere Benutzer) die Bandbreite und Leistung auswählen, die ihren Bedürfnissen am besten entsprechen. Die Optionen reichen von IP-Verbindungen mit hoher Kapazität bis hin zu dedizierten ultra-high-speed Punkt-zu-Punkt-Schaltungen, einschließlich innovativer "On-Demand" Punkt-zu-Punkt-Dienste. Diese wiederum werden durch eine umfassende Palette von Netzwerk-Monitoring- und Management-Dienstleistungen unterstützt, um konsistente, sichere End-to-End-Leistung unabhängig von Standort des Nutzers zu ermöglichen. Das Ziel von GÉANT und seinen NREN-Partnern ist, 99,999 %-ige Verfügbarkeit zu gewährleisten, indem Netzwerk-Fehler schnell identifiziert und gelöst werden und durch leistungsstarke Sicherheitsfunktionen bösartige Angriffe erkannt und verhindert werden. Anwendungen, mit denen Autorisierungs- und Authentifizierungsprobleme angegangen werden, indem Benutzer-Identitäten und Rechte überprüft werden, um diesen je nach Bedarf Zugang zu Ressourcen zu gewähren, werden ebenfalls entwickelt und durch die NREN-Projektpartner verbreitet. Dadurch können sich Forscher, Hochschulangehörige und andere frei über Netzwerkgrenzen hinweg bewegen, während der Zugriff auf ihre Heimatnetzwerke und Ressourcen anderer NREN und Institutionen bestehen bleibt. Beschleunigung der wissenschaftlichen Forschung Bereits mehr als 1000 Terabyte Daten fließen täglich über den IP-Backbone von GÉANT. Davon ist ein Großteil mit einigen der modernsten und weitreichendsten Forschungsprojekten der Welt verknüpft. Der LHC des CERN, das weltweit größte wissenschaftlichen Experiment, produziert etwa mehr als 22 Petabyte an Daten pro Jahr und Forschungsnetzwerke, zu denen auch GÉANT gehört, sind kritische Elemente in der Bereitstellung dieser Daten an Wissenschaftler auf der ganzen Welt. "Wir haben die GÉANT Infrastruktur ausgiebig genutzt ... sie hat uns direkte Verbindungen zwischen CERN und den großen Instituten sowie einen Hochleistungs-IP-Dienst geliefert, der es uns erlaubt, die Daten zu den kleineren Instituten in ganz Europa zu bringen und von diesen zu erhalten", sagt Dr. David Foster am CERN. GÉANT und andere Netzwerke werden ebenso entscheidend für die wissenschaftliche Gemeinschaft sein, damit diese die riesigen Datenmengen verarbeiten kann, die vom Square Kilometer Array, dem weltweit größten Teleskop stammen. Das Teleskop soll 2020 in Betrieb genommen werden. Während früher wissenschaftliche Daten auf Festplatten an die Forscher direkt geschickt werden mussten, ist es mit GÉANT jetzt möglich, auf die Daten von überall her und zu jeder Zeit zuzugreifen, so dass Echtzeit-Beobachtung von sehr detaillierten Informationen über das Universum möglich wird. Und in der Bioinformatikarena haben High-Speed-Netze Forschungsdurchbrüche, wie DNA-Sequenzierung, ermöglicht und damit die Biowissenschaften verändert. Da sich die Datenmenge, die durch biologische Experimente generiert wird, jetzt alle fünf Monate verdoppelt, war es eine besonders große Herausforderung für die GÉANT-Partner, diese Menge der globalen Nutzergemeinschaft zugänglich zu machen. Professorin Janet Thornton, Direktorin des Instituts für Bioinformatik des EMBL (EMBL-EBI), sagt, dass ohne GÉANT das EBI einfach nicht existieren würde. "Denn unser oberstes Ziel ist es, biologische Daten zu sammeln und zu verteilen ... und ohne GÉANT könnten wir das nicht tun," stellt sie fest. Viele andere wissenschaftliche Disziplinen, von Erdbeobachtung und Wettervorhersagen bis hin zu Chemie und Neurowissenschaften, werden auch weiterhin von GÉANT profitieren. GÉANT hat auch umfangreiche Links zu Netzwerken in Nordamerika (über Internet2, ESNET, NLR, NISN und CANARIE), Lateinamerika, Nordafrika und dem Nahen Osten, Südafrika und Kenia, dem Südkaukasus, Zentralasien und der Asien-Pazifik-Region - und erreicht damit über 65 Ländern außerhalb Europas. Support für den Bildungssektor Darüber hinaus unterstützt das GÉANT-Netzwerk den Bildungssektor und bedient mit zahlreichen Projektpartnern Universitäten, Schulen, Bibliotheken und Grundschulen. Im Hochschulbereich sind digitales Lernen und lebenslanges Lernen ganz klare Trends. Universitäten werden so zunehmend virtueller und es entsteht ein Bedarf für neue kollaborative Werkzeuge und Dienste. Akademiker und Studenten gleichermaßen erwarten End-to-End-Konnektivität und unbegrenzte Bandbreite, einschließlich der Wireless-Domäne. Ähnliche Veränderungen sind auch an den Schulen offensichtlich. Neue auf den Lerner zugeschnittene Ansätze, digitale Werkzeuge und Ressourcen werden im Curriculum verwendet, während Gaming- und Infotainment weithin als wichtiger Bestandteil des zukünftigen Lernens betrachtet werden. Diese und neue Anwendungen werden immer höhere Anforderungen an das Netzwerk stellen, wobei der Bildungssektor als Benutzergruppe für GÉANT und seine NREN-Partner zunehmend an Bedeutung gewinnt. Bei der nächsten Auflage des Projekts (GN3plus) will GÉANT auf seinem Ruf, Spitzenleistung im Networking zu liefern, aufbauen, um zu einem vereinigten "Gemeingut europäischer Kommunikation" zu werden, das die Generierung von Wissen, Innovation und das Lernen vorantreibt, indem es europäische Forschungs- und Bildungsgemeinschaften verbindet und ihr Wachstum unterstützt. "Im Zentrum von GÉANT steht heute und in Zukunft der Auftrag, sicherzustellen, dass die Leistung des Netzes mit benutzerfreundlichen Diensten allen zur Verfügung steht", so Niels Hersoug, gemeinsamer Projektmanager des GÉANT-Projekts. "GN3plus wird auf dem Erfolg von GN3 aufbauen, indem es weiterhin erstklassige Networking-Dienste auf der höchsten Ebene der operationellen Spitzenleistung an Forschungs- und Bildungseinrichtungen innerhalb und außerhalb Europas liefern wird. Wir werden den Bedürfnissen der Gemeinschaft durch Innovationen gerecht werden und zur Entwicklung eines wettbewerbsfähigen europäischen IKT-Sektors beitragen." GÉANT erhält derzeit Forschungsförderung aus dem Siebten Rahmenprogramm der Europäischen Union (RP7). Link zum Projekt auf CORDIS: - RP7 auf CORDIS - GN3 Projektdatenblatt auf CORDIS Link zur Projekt-Website: - 'Multi-gigabit European research and education network and associated services' Projekt-Website Weitere Links: - Website zur Digitalen Agenda der Europäischen Kommission