UNESP sets new data transmission record between the Northern-Southern hemispheres

Equipe da UNESP utiliza novos links internacionais para transferir dados a 100 Gbps entre São Paulo e os Estados Unidos

Membros do São Paulo Research and Analysis Center (SPRACE) e do Núcleo de Computação Científica (NCC) da UNESP, em colaboração com engenheiros e pesquisadores da Academic Network of São Paulo (ANSP), Americas Pathways (AmPATH) e California Institute of Technology (Caltech), estabeleceram, mais uma vez, um novo recorde de velocidade de transmissão de dados entre os hemisférios Norte e Sul. A demonstração ocorreu durante a conferência SuperComputing 2016 (SC16), o maior e mais prestigiado evento de computação de alto desempenho, redes e armazenamento de dados do mundo, realizado esse ano em Salt Lake City entre os dias 13 e 18 de novembro.

As transferências, que ocorreram a partir de servidores instalados no datacenter do NCC da UNESP e no ponto de presença da ANSP em São Paulo, conectados a servidores no NAP das Américas em Miami e no salão de exibições da SC16, utilizaram os recém-instalados canais internacionais de 100G via Atlântico e Pacífico, providos pela AmLight, ponto de troca de tráfego distribuído localizado em Miami que interconecta as redes de Educação e Pesquisa da América Latina com os EUA, em parceria com a ANSP e a RNP.

Durante os primeiros ensaios, foram transferidos dados desde o datacenter da UNESP até Miami com grande estabilidade por um período de 17 horas (das 21:30 do dia 16 às 14:30 do dia 17 de novembro) a uma taxa de aproximadamente 85 Gigabits por segundo (Gbps), como mostra a Figura 1. 

Pouco tempo depois, em novo experimento no sentido contrário, o tráfego recebido pelo SPRACE a partir de Miami foi sustentado por uma hora e atingiu picos de a 97,56 Gbps, com uma taxa média de 96,56 Gbps, ficando sempre acima de 95,86 Gbps (Figura 2). 

Mesmo durante a demonstração o link de produção do BR-SP-SPRACE – cluster de HPC do projeto SPRACE que opera como uma Tier-2 do experimento CMS do LHC/CERN e troca grandes volumes de dados com outros centros internacionais e mantém transferências que chegam a 10 Gbps - foi mantido em plena operação, demonstrando a extensa largura de banda que o NCC dispõe atualmente.

Essa é a terceira vez que os pesquisadores e engenheiros da UNESP batem o recorde de transmissão de dados entre os hemisférios Norte e Sul. Em 2004 foi atingido 1 Gbps e em 2009 o tráfego total (entrada + saída) chegou a 16,5 Gbps. As demonstrações foram coordenadas por Rogério Iope, gerente executivo do NCC, e vêm sendo realizadas há 12 anos em estreita colaboração com Caltech.

“Somos nesse momento a única instituição acadêmica da América Latina capaz de transferir dados a 100 Gbps para os Estados Unidos, através de uma infraestrutura que contempla dois canais de 100G desde o NCC até a ANSP”, diz Sérgio Novaes, diretor científico do NCC.

“Só conseguimos alcançar esse resultado inédito devido aos esforços de uma notável equipe de engenheiros de sistemas e de redes e ao apoio de parceiros como ANSP, AMPATH, Caltech, e empresas como Huawei, Intel, Padtec, entre outros”, afirma Iope. Ele ressalta, em particular, a importância e dedicação da equipe formada por Márcio Costa e Artur Baruchi, respectivamente administrador de sistemas e bolsista de pós-doc do SPRACE, além do engenheiro de redes Jorge Marcos da ANSP, que foram os responsáveis pela configuração dos sistemas e gerenciamento das transferências de dados. “As parcerias visando gerar projetos em P&D&I que o NCC tem estabelecido com empresas de alta tecnologia como a Huawei, a Intel e a Padtec foram imprescindíveis para a obtenção desse resultado, cumprindo assim a meta que havíamos anunciado. Mas pretendemos ir além: novos experimentos envolvendo os canais internacionais de 100Gbps e recursos de rede controlados por software já estão sendo planejados”, completa Iope.

Para realizar a demonstração, foram instalados em São Paulo servidores e switches de rede de última geração fornecidos pela Huawei, maior empresa de telecomunicações chinesa, que mantém parceria de P&D com o NCC/UNESP. A Figura 3 apresenta os detalhes da configuração montada. 

Nos EUA, o servidor fornecido pelos engenheiros da AmLight foi instalado no NAP das Américas, importante ponto de troca de tráfego em Miami. Os dois canais de 100G que interconectam o datacenter do NCC em São Paulo e o ponto de troca de tráfego da ANSP no NAP do Brasil em Barueri foram implementados pela Padtec, empresa 100% nacional que lidera o desenvolvimento de sistemas de comunicação óptica na América Latina. A infraestrutura internacional de rede foi fornecida pelo projeto AmLight Express & Protect (AmLight-ExP) financiado pela NSF, FAPESP (via ANSP) e RNP, e responsável pela interconexão entre as redes de educação e pesquisa da América Latina e os EUA. A configuração da rede desde o NCC até o centro de convenções em Salt Lake City, incluindo os dois canais de 100G providos pela AMPATH, é apresentada na Figura 4.

Controlador Kytos

Ainda durante a SC16, o time de pesquisadores e engenheiros do SPRACE apresentou a primeira versão (em estágio beta) do Kytos, um controlador de redes SDN (Software Defined Networking). Esse projeto, que visa desenvolver uma solução inovadora e 100% open-source para o controle de redes SDN, está sendo executado com apoio da Huawei, que vem investindo em P&D nas universidades através da Lei da Informática.

“Essa demonstração foi o primeiro teste em um ambiente real que fizemos com o controlador Kytos”, diz Beraldo Leal, que vem liderando a equipe de desenvolvedores do projeto. “Um de seus principais diferenciais é que, por ser open-source, ele funciona em quaisquer switches OpenFlow, independente do fabricante”. De acordo com Leal, novos releases do controlador devem ser lançados a cada 2 ou 3 meses. A tela de monitoramento do Kytos é mostrada na Figura 5 e a apresentação na SC16 na Figura 6.

 

“Além de desenvolver a solução de software, queremos criar uma comunidade”, conta o desenvolvedor. A equipe do Kytos criou uma lista de aplicações que já foram desenvolvidas para o controlador. Assim, se um administrador quiser utilizar o Kytos para uma função específica, poderá simplesmente procurá-la na lista, ao invés de criar uma nova aplicação. “No futuro, a ideia é que a comunidade crie novas aplicações e incremente a   lista disponível no momento”. 

Além de Beraldo Leal, participam da equipe de desenvolvimento do Kytos Raphael Cobe (NCC), Artur Baruchi (FAPESP), Carlos Eduardo Santos, Macartur Carvalho e Diego Rabatone, sendo os três últimos financiados pela Huawei através de bolsa concedida pela Fundunesp. O Kytos está disponível gratuitamente em github.com/kytos e parte de seu código já foi incluído na distribuição Debian do Linux.