Red de Ciencias Energéticas

La Red de Ciencias Energéticas ( ESnet ) es una red informática de alta velocidad que presta servicio a los científicos del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) y a sus colaboradores en todo el mundo. Está gestionada por personal del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley .

Más de 40 laboratorios y centros de investigación de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía (DOE) están conectados directamente a esta red. La red ESnet también conecta redes de investigación y comerciales, lo que permite a los investigadores del DOE colaborar con científicos de todo el mundo.

La Red de Ciencias Energéticas (ESnet) es la instalación de red para usuarios de la Oficina de Ciencia, que proporciona capacidades de transporte de datos para los requisitos de la ciencia a gran escala. Formada en 1986, combinando las operaciones de proyectos de redes anteriores del DOE conocidos como HEPnet (para física de alta energía ) y MFEnet (para investigación de energía de fusión magnética ), ESnet está administrada por el Programa de Investigación de Computación Científica, ^{[ 1 ]} gestionada y operada por la División de Redes Científicas en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y se utiliza para permitir la misión científica del DOE.

ESnet interconecta el sistema nacional de laboratorios del Departamento de Energía (DOE), docenas de otros centros del DOE, redes de investigación y comerciales de todo el mundo, lo que permite a los científicos de los laboratorios del DOE y las instituciones académicas de todo el país transferir flujos de datos y acceder a recursos de investigación remotos en tiempo real.

ESnet proporciona la infraestructura de red y los servicios necesarios para los laboratorios nacionales, las grandes colaboraciones científicas y la comunidad de investigación del Departamento de Energía (DOE). Los servicios de ESnet tienen como objetivo proporcionar conexiones de ancho de banda para permitir que los científicos colaboren en diversas áreas de investigación en los Estados Unidos y, desde diciembre de 2014, en Europa, con el fin de mejorar la colaboración. ^{[ 2 ]}

Según las propias cifras de ESnet, durante el período de 1990 a 2019, los volúmenes de tráfico promedio crecieron en un factor de 10 cada 47 meses. ^{[ 3 ]}

En 2009, ESnet recibió 62 millones de dólares en fondos de la Ley de Recuperación e Investigación Estadounidense (ARRA, por sus siglas en inglés) de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía para invertir en su infraestructura y brindar el apoyo necesario para el descubrimiento científico en esta nueva era de ciencia intensiva en datos.

ESnet5, la red de quinta generación de ESnet, se lanzó en noviembre de 2012 y proporcionó mayor ancho de banda a los centros de investigación del Departamento de Energía (DOE). Actualmente, ESnet está trabajando en su actualización de próxima generación, denominada ESnet6. ^{[ 4 ]}

En octubre de 2011, ESnet puso en marcha su  red troncal de 100 Gbit/s, conocida internamente como ESnet 5. Esta red da servicio a todo el sistema de laboratorios nacionales del Departamento de Energía (DOE), sus centros de supercomputación y sus principales instrumentos científicos a velocidades 10 veces superiores a las de la red de la generación anterior de ESnet.

ESnet se asoció con Internet2, la red que conecta las universidades e instituciones de investigación de Estados Unidos, para desplegar su  red de 100 Gbit/s sobre una nueva infraestructura óptica altamente escalable que ambas organizaciones comparten en beneficio de sus respectivas comunidades.

El proyecto fue financiado en 2009 con 62 millones de dólares de fondos de la Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense. Denominada Iniciativa de Redes Avanzadas, la red Gbit/s fue un proyecto para gestionar las crecientes necesidades de datos entre las instalaciones de supercomputación del Departamento de Energía (DOE). En diciembre de 2014, ESnet amplió su alcance mediante el despliegue de cuatro nuevos enlaces transatlánticos de alta velocidad, lo que proporcionó a los investigadores de los laboratorios nacionales y universidades de Estados Unidos un acceso ultrarrápido a los datos científicos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y otros centros de investigación en Europa. ^{[ 2 ]} La extensión transatlántica de ESnet ofrece una capacidad total de 340 gigabits por segundo (Gbit/s) y sirve a las colaboraciones científicas. Para maximizar la resiliencia de la nueva infraestructura, los equipos de ESnet en Europa estarán interconectados mediante  enlaces dedicados de 100 Gbit/s de la organización de redes paneuropea GÉANT. Los nuevos enlaces transatlánticos se basan en el éxito de la US LHCNet, una colaboración entre Caltech y el CERN, liderada por Harvey Newman de Caltech.

La red de próxima generación de ESnet, ESnet6, está diseñada para ayudar a la comunidad de investigación del Departamento de Energía (DOE) a gestionar el creciente volumen de datos, proporcionándoles mayor ancho de banda, mayor flexibilidad y capacidades de transferencia de datos más rápidas.

Con una fecha de finalización prevista para principios de 2023, ESnet6 contará supuestamente con un nuevo diseño de red basado en software que mejora la capacidad de inventar, probar e implementar rápidamente nuevas innovaciones. Se dice que el diseño incluye:

• Equipos ópticos, de núcleo y de borde de servicio desplegados en la red troncal de cable de fibra óptica dedicada de ESnet.
• Una arquitectura de núcleo de conmutación escalable, junto con un borde de servicios programable, para facilitar el movimiento de datos a alta velocidad.
• Canales ópticos de 100 a 400  Gbit/s, con una capacidad potencial hasta ocho veces superior a la de ESnet5.
• Servicios que supervisan y miden la red las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año para garantizar que funcione con el máximo rendimiento.
• Capacidades de ciberseguridad para proteger la red, prestar asistencia a sus sitios conectados y defender sus dispositivos en caso de un ciberataque .

Los programas de investigación y desarrollo de ESnet han incluido:

• Redes definidas por software: ESnet ha desarrollado ENOS, el sistema operativo de red de ESnet, una arquitectura prototipo para gestionar flujos de trabajo científicos intensivos en datos. El concepto de un "sistema operativo de red", una capa de software que permite a las aplicaciones obtener información sobre la red y programarla para satisfacer sus necesidades, se ha debatido académicamente durante un tiempo, pero ahora parece factible con la amplia adopción del paradigma de redes definidas por software (SDN). El enfoque ENOS permitirá a ESnet construir mejores redes científicas con interacción con las aplicaciones y proporcionar las interfaces, los datos y la programabilidad para que las aplicaciones u organizaciones virtuales científicas orquesten mejor sus complejos proyectos de big data en múltiples ubicaciones y optimicen el uso de los recursos de almacenamiento, computación y nube.
• Zona desmilitarizada científica (DMZ): Un patrón de diseño de red para enrutar de forma segura grandes conjuntos de datos alrededor del cortafuegos institucional, desarrollado por ESnet y el Centro Nacional de Computación Científica para la Investigación Energética. Ubicada generalmente en el perímetro de la red, una DMZ cuenta con su propia política de seguridad y está dedicada específicamente a servicios científicos de alto rendimiento orientados al exterior, es decir, al intercambio de datos con el mundo exterior. Con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias, universidades de todo el país han implementado DMZ científicas.
• Red de 400  Gbit/s: En 2015, ESnet y el Centro Nacional de Computación Científica para la Investigación Energética (NERSC) construyeron un supercanal de 400 gigabits por segundo, el primer enlace de producción de 400G implementado por una red nacional de investigación y educación. Esta conexión brindó soporte a los usuarios de NERSC durante el traslado de las instalaciones desde su ubicación anterior en Oakland, California, al campus principal del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley, California. El equipo también estableció una plataforma de pruebas de investigación de 400  Gbit/s para evaluar nuevas herramientas y tecnologías sin interferir con el tráfico de datos de producción.
• OSCARS: El software On-Demand Secure Circuits and Reservation System, desarrollado en ESnet y ahora de código abierto para la comunidad, crea circuitos virtuales multidominio que garantizan el rendimiento de la transferencia de datos de extremo a extremo en la red. OSCARS fue galardonado con el premio R&D 100 en 2013.
• perfSONAR : Un marco de pruebas y mediciones que proporciona monitorización integral del rendimiento de redes multidominio. ESnet es miembro de la colaboración internacional perfSONAR, junto con GÉANT, la Universidad de Indiana e Internet2.

• Premio al Mérito del Secretario de Energía 2015: El Secretario de Energía, Ernest Moniz, fue premiado por el desarrollo de OSCARS, el Sistema de Reservas y Circuitos Seguros bajo Demanda. Los Premios de Honor del Secretario son la máxima distinción no monetaria que otorga el departamento a sus empleados. ^{[ 5 ]}
• Premio CENIC 2015 a la Innovación en Redes: Otorgado por su banco de pruebas de redes definidas por software de 100 Gigabit (100G SDN). ^{[ 6 ]}
• Los 10 principales innovadores de TI gubernamentales de InformationWeek 2012: Por segunda vez en cuatro años, ESnet fue citado por su nueva red nacional de 100 gigabits por segundo financiada como la Iniciativa de Redes Avanzadas y lanzada a plena producción en noviembre de 2012. ^{[ 7 ]}
• Innovadores destacados de 2012: Para el equipo de implementación de ESnet5, encargado de desplegar la red nacional de 100 gigabits por segundo que entró en producción en noviembre, a la primera lista anual "Fierce 15" de los mejores empleados y equipos federales que han hecho cosas particularmente innovadoras. ^{[ 8 ]}
• Premios IDEA de Internet2 2011: Dos proyectos de ESnet recibieron premios IDEA (Internet2 Driving Exemplary Applications). Internet2 reconoció a OSCARS (On-Demand Secure Circuits and Advance Reservation System), desarrollado por el equipo de ESnet liderado por Chin Guok, integrado por Evangelos Chaniotakis, Andrew Lake, Eric Pouyoul y Mary Thompson. La aplicación de prueba de concepto MAVEN (Monitoring and Visualization of Energy consumption by Networks) de ESnet también fue reconocida con un premio IDEA en la categoría estudiantil. ^{[ 9 ]}
• 2009 - InformationWeek reconoce a los 10 principales innovadores gubernamentales en TI: Galardonado por el desarrollo e implementación del Sistema de Reservas y Circuitos Seguros Bajo Demanda (OSCARS). ^{[ 10 ]}
• Premio Excellence.Gov 2019: Otorgado por logros en el aprovechamiento de la tecnología. Los premios Excellence.Gov son patrocinados por el Grupo de Interés Compartido de Colaboración y Transformación del Consejo Asesor de la Industria (IAC) y reconocen los proyectos de tecnología de la información (TI) del gobierno federal. ^{[ 11 ]}

• "Red de Ciencias Energéticas" . Consultado el 8 de octubre de 2011 .
• "Portal de Ciencias Energéticas"