I due principali data centre italiani uniti a distanza da fibra ultra veloce

È stato realizzato per la prima volta in Italia un link ultra veloce in fibra ottica dedicata con capacità fino a 1,2 Terabit per secondo. È il frutto di una collaborazione tra GARR, INFN e Cineca che hanno messo in comune risorse e competenze per arrivare a questo straordinario risultato.

Il link, realizzato in gennaio, permette di connettere i due principali centri di calcolo della ricerca italiana: il centro di supercalcolo del Cineca di Bologna e il Tier1-LHC dell’INFN, ospitato dal CNAF, il Centro Nazionale di calcolo dell’INFN, situato a circa 20 km di distanza. Il risultato è quello di poter utilizzare i due centri di calcolo come se fossero nello stesso posto. La dimostrazione è fornita dal dato della latenza, che è minima ed è paragonabile a quella delle reti locali.

I primi benefici di questa innovazione sono stati subito evidenti durante le operazioni di ripristino del data centre del CNAF dopo l’allagamento del novembre 2017 quando, a causa della rottura di una tubatura dell’acquedotto bolognese, più di 500 metri cubi d’acqua si sono riversati nelle sale del Tier1.

Grazie al link col Cineca, progettato in collaborazione con GARR e da GARR messo in funzione nel tempo record di due mesi, è stato possibile per il CNAF avere un incremento della potenza di calcolo utilizzando i 15.000 core CPU disponibili presso Cineca, che ha sopperito alla carenza di risorse del momento.

Tecnologia all’avanguardia

Per attivare un link così performante da ridurre sostanzialmente la distanza tra i due data centre è stata utilizzata tecnologia all'avanguardia: un apparato che, occupando una sola rack unit, è capace di generare un superchannel con capacità pari a 1,2 Tbps e permette di fornire all’utente 12 circuiti 100 GbE. Dal punto di vista del data centre, l’apparato potrebbe quasi essere visto come un patch panel remoto, nel senso che ha la capacità di portare a chilometri di distanza (fino a 130 km senza amplificazione, secondo le specifiche del costruttore) segnali che sono visti dal sistema data centre come se fossero nella stessa LAN. Su singola coppia di fibra è possibile raggiungere potenzialmente una capacità complessiva di 27,6 Tbps.

L’elevata flessibilità degli apparati di nuova generazione, come quelli utilizzati tra Cineca e CNAF, è dovuta anche al fatto di poter variare, via software, sia la porzione di spettro impiegato sia la modulazione del segnale: QPSK, 8QAM, 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Ognuna di queste modulazioni è in grado di portare il doppio della capacità della precedente, ma su distanze che si riducono in modo proporzionale. In questo modo, nel prossimo futuro, sarà possibile modulare la capacità trasmissiva della rete, modificandola nel giro di pochi minuti, senza dover sostenere nuovi costi di investimento e rispondendo così in tempo reale alle eventuali richieste di maggiore capacità.

Alte prestazioni e bassa latenza La soluzione tecnica adottata è di grande

interesse per tutta la comunità accademica e scientifica in Italia visto che l’infrastruttura di rete GARR offre servizi di importanza strategica, dove prestazioni e bassa latenza su connessioni veloci in fibra ottica hanno un ruolo fondamentale per i progetti di calcolo e di ricerca. La realizzazione di questo collegamento dedicato, basato esclusivamente sulla trasmissione ottica, è un passo importante che guiderà GARR nella definizione di una nuova generazione di rete sempre più evoluta. Per il futuro infatti l’obiettivo comune sarà quello di utilizzare infrastruttura GARR di lunga distanza collegando a prestazioni nell'ordine del Terabit i diversi data centre sia su scala nazionale che internazionale.

L’evoluzione della rete: verso il data centre distribuito

In questa direzione, si sta già lavorando per ampliare il modello di data centre stretching, realizzato oggi collegando i due centri di calcolo su una distanza di rete metropolitana, ed arrivare ad un modello di data centre distribuito (data lake) in cui viene utilizzata questa tecnologia sulla rete ottica amplificata di lunga distanza (maggiore di 2000 km). In questo caso la rete viene configurata in modo che sia riprogrammabile in base alle esigenze e possa permettere più collegamenti tra diversi data centre senza dover necessariamente stabilire ogni volta dei nuovi link fisici. Le potenzialità sono enormi in termini di semplicità, scalabilità, affidabilità ma anche dal punto di vista economico ci sono evidenti benefici nell’ottimizzazione degli investimenti.