Die dritte Phase der Internet-Evolution

12. April 2003, 12:59
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Nahe Genf werden eifrig die Geheimnisse der Nuklearphysik erforscht. So nebenbei entstand dabei in den 80er-Jahren das World Wide Web. Nun bauen die Forscher die größte Maschine der Welt und erneuern dabei das Web

Im internationalen Labor für Nuklearphysik Cern, wo Tim Berners-Lee in den 80er-Jahren das World Wide Web erfunden hat, wird an einer Apparatur gearbeitet, die wahrscheinlich die größte Maschine der Welt sein wird.

Der "Large Hadron Collider" (LHC) ist eine unterirdische Röhre in hundert Meter Tiefe in Form eines Kreises von 27 Kilometer Umfang; wenn der LHC 2007 fertig ist, werden darin unvorstellbar winzige atomare Teilchen (Neutronen) mit unvorstellbar hoher Geschwindigkeit (nahe an der Lichtgeschwindigkeit) aufeinander geschossen.

Bei der Kollision entstehen neue winzige Teilchen, die es "in der Natur" nicht gibt, die es aber in den Millionstelsekunden nach dem "Big Bang" gegeben haben soll.

Dauer: 10 bis 15 Jahre

Ohne Computer läuft bei dieser Art von physikalischem Experiment, das zehn bis fünfzehn Jahre dauern wird, naturgemäß gar nichts.

Die Herausforderung für das Cern ist dabei eine doppelte: Einerseits können nur extrem leistungsfähige Computer (und Speichersysteme) die Daten der Experimente erfassen und letztlich die gesuchten Nachweise für die gesuchten schweren Teilchen bringen. Zur Vorstellung der unvorstellbaren Datenmenge: In jeder Sekunde (!) fallen zwei Petabyte an Daten an - das sind 2000 Terabyte oder zwei Millionen Gigabyte Daten, was dem Fassungsvermögen von etwa 100.000 PC-Festplatten für den Hausgebrauch entspricht.

Grid-Computing

"Zum Glück müssen wir die meisten dieser Daten nicht aufheben", sagt Cern-Sprecher Steve Walker, "wir filtern die uninteressanten heraus und suchen die Nadel im Heuhaufen."

Dazu setzt das Cern auf die Entwicklung von Grid-Computing, bei dem anstelle einzelner Superrechner Hunderttausende Normalrechner so zusammengespannt werden, dass sie diese Aufgabe bewältigen können; ein Projekt, das zu seiner Entwicklung seinerseits einen jahrelangen Aufwand bedeutet.

Was dann an Daten überbleibt, ist noch immer eine riesige Menge: pro Sekunde 100 Megabyte an Daten (was etwa ein Sechstel einer CD-ROM füllen würde), was sich im Jahr auf 10.000 Terabyte addiert (mehr Daten, als irgendeine Fernsehanstalt der Welt im Jahr produziert).

"Im Laufe einer Dekade, der voraussichtlichen Dauer des LHC-Experiments, kommen wir so immer noch auf 100 Petabyte" - oder 100.000 Terabyte -, rechnet Walker zusammen.

Andererseits bringt das LHC-Projekt auch relativ trivialere Herausforderungen an die Computerstruktur, die den IT-Aufgaben großer Unternehmen durchaus vergleichbar sind. Vom Projektstart im Jahr 2000 bis zur Entsorgung der riesigen Anlage - die einzelnen Magneten des LHC, die den Neutronenstrahl bewegen, sind unterirdische Einheiten in Größe eines sechsstöckigen Hauses - nach rund 30 Jahren werden alle Abläufe des 3,3 Mrd. Franken (2,2 Mrd. Euro) teuren Projekts und alle Teile der Maschine von der kleinsten Schraube weg webbasierend abgewickelt.

300.000 Zeichnungen

Von Planung und Design, Herstellung, Einkauf und Installation bis zu Betrieb, Wartung und letztlich Abbau: "Alle Elemente werden über den Lebenszyklus des LHS verfolgt", sagt der für die Ingenieursprozesse zuständige Eric Grancher.

300.000 Konstruktionszeichnungen gibt es derzeit, monatlich kommen 3000 neue Dokumente dazu.

3000 wissenschaftliche Mitarbeiter und 6500 teilnehmende Wissenschafter, die in aller Welt verstreut sind, arbeiten hier zusammen, sagt der beim Cern für die Internet-Applikationen zuständige Derek Mathieson.

"Für diese Art der Zusammenarbeit haben wir das World Wide Web entwickelt", erklärt Mathieson, und die jetzige Aufgabe führt diese Entwicklung einen Schritt weiter: Waren es in den 80er-Jahren "nur" Informationen und Dokumente, die mit Links verbunden wurden, sind es jetzt alle Arten von Abläufen, von der Anforderung und dem Einkauf bis zum Ersatz von Teilen, ihrer Wartung oder auch so banalen Dingen wie den Urlaubsanträgen von Mitarbeitern, die webbasierend abgewickelt werden.

Einfach mitgeliefert

Zur Bewältigung dieser Abläufe setzt Cern einen "Application Server" (AS) vom Softwarehersteller Oracle ein: Dabei sind die Programme, die etwa für die Abwicklung eines Bestellvorgangs nötig sind, nicht auf jedem einzelnen PC beim Benutzer vorhanden, sondern werden jeweils von einem Server "mitgeliefert"; dadurch können alle nötigen Daten und Arbeiten von jeder Art von Endgerät bearbeitet werden, die bei einem der tausenden Beteiligten irgendwo in der Welt steht.

Evolutionen

Der bei Oracle für Application Server zuständige Vizepräsident Thomas Kurian sieht darin die "dritte Phase der Evolution des Internet": Zuerst sei das Computernetz für die Kommunikation zwischen Menschen genützt worden, vor allem E-Mail; dann sei eben beim Cern das Netz dazu entwickelt worden, um Informationen mit Hilfe von Links zu den unterschiedlichen Computern, wo die Information lagert, zu teilen. Die einzelnen Programme, um die Informationen zu verarbeiten, sind jedoch weiterhin auf dem einzelnen Gerät installiert - fehlt eine entsprechende Anwendung, dann kann mit der Information nicht gearbeitet werden.

Jetzt, in der "dritten Phase", werde das Internet auch für die Anwendungen selbst verwendet werden - braucht etwa ein Cern-Mitarbeiter zur Arbeit mit einem Dokument eine bestimmte Anwendung, dann wird sie mit Hilfe der Programmsprache Java gleich über den Server "mitgeliefert" und kann dann lokal ausgeführt werden.

Nur eine Installation

Das macht es einfacher, die Anwendungen zu warten und weiter zu entwickeln, erklärt Kurian, denn sie müssen nur einmal am Server installiert werden, um für alle in gleicher Art verfügbar zu sein. "Bald werden Unternehmen und Organisationen ihre Systeme über das Internet ausführen", glaubt Kurian - und verweist auf den Cern, das größte Referenzprojekt für Oracles 9iAS, den Application Server.(Helmut Spudich aus Genf/Der Standard, Printausgabe vom 12./13.4.2003)

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Cern

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