L’Internet Ombra che'è 100 volte più veloce di Google Fiber

Quando il direttore finanziario di Google Patrick Pichette ha detto che il gigante tecnologico potrebbe portare 10 gigabit al secondo nelle case americane, sembrava fantascienza. Questo è circa 1.000 volte più veloce delle connessioni domestiche di oggi. Ma per la NASA, è assolutamente lento.

Mentre il resto di noi invia dati attraverso l’internet pubblico, l’agenzia spaziale utilizza una rete ombra chiamata ESnet, abbreviazione di Energy Science Network, un insieme di tubi privati che ha dimostrato trasferimenti di dati attraverso il paese di 91 gigabit al secondo – il più veloce del suo tipo mai riportato.

NASA non sta per portare queste velocità nelle case, ma sta usando questa tecnologia di rete super-veloce per esplorare la prossima ondata di applicazioni di calcolo. ESnet, che è gestito dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, è uno strumento importante per i ricercatori che si occupano di enormi quantità di dati generati da progetti come il Large Hadron Collider e il Progetto Genoma Umano. Piuttosto che inviare dischi rigidi avanti e indietro attraverso la posta, possono scambiare dati attraverso la rete ultra-veloce. “La nostra visione del mondo è che la scoperta scientifica non dovrebbe essere limitata dalla geografia”, dice il direttore di ESnet Gregory Bell.

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Nel rendere la sua rete il più veloce possibile, ESnet e i ricercatori sono organizzazioni come la NASA stanno testando sul campo le tecnologie di rete che potrebbero eventualmente trovare la loro strada in Internet commerciale. In breve, ESnet è una finestra su come sarà il nostro mondo informatico.

L’altra rete

La prima rete di ricerca informatica a livello nazionale fu ARPAnet del Dipartimento della Difesa, che si è evoluta nella moderna Internet. Ma non fu l’ultima rete di questo tipo. Nel 1976, il Dipartimento dell’Energia sponsorizzò la creazione del Magnetic Fusion Energy Network per collegare quello che oggi è il National Energy Research Scientific Computing Center con altri laboratori di ricerca. Poi l’agenzia ha creato una seconda rete nel 1980 chiamata High Energy Physics Network per collegare i ricercatori di fisica delle particelle nei laboratori nazionali. Quando il networking è diventato più importante, i capi dell’agenzia hanno capito che non aveva senso mantenere più reti e hanno fuso le due in una sola: ESnet.

La natura della rete cambia con i tempi. All’inizio funzionava su linee terrestri e collegamenti satellitari. Oggi utilizza linee in fibra ottica, attraversando i 17 laboratori nazionali del DOE e molti altri siti, come i laboratori di ricerca universitari. Dal 2010, ESnet e Internet2 – una rete internazionale senza scopo di lucro costruita nel 1995 per i ricercatori dopo la commercializzazione di Internet – hanno affittato “fibra scura”, la capacità di rete in eccesso costruita dai fornitori commerciali di Internet durante la bolla Internet della fine degli anni ’90.

Un Internet Fast Lane

In novembre, utilizzando questa rete, il team High End Computer Networking della NASA ha raggiunto il suo trasferimento di 91 gigabit tra Denver e il NASA Goddard Space Flight Center a Greenbelt, Maryland. È stato il più veloce trasferimento dati end-to-end mai condotto in condizioni di “mondo reale”.

ESnet è stato a lungo capace di trasferimenti a 100 gigabit, almeno in teoria. Le aziende di apparecchiature di rete offrono switch a 100 gigabit dal 2010. Ma in pratica, i trasferimenti a lunga distanza erano molto più lenti. Questo perché i dati non viaggiano attraverso internet in linea retta. È meno simile a una super autostrada e più simile a un sistema autostradale interstatale. Se si volesse guidare da San Francisco a New York, si passerebbe attraverso più città lungo la strada mentre ci si trasferisce tra diversi tratti di autostrada. Allo stesso modo, per inviare un file da San Francisco a New York su internet – o su ESnet – i dati fluiranno attraverso l’hardware ospitato nelle città di tutto il paese.

NASA ha fatto un trasferimento di 98 gigabit tra Goddard e l’Università dello Utah su ESnet nel 2012. E Alcatel-Lucent e BT hanno cancellato quel record all’inizio di quest’anno con una connessione da 1,4 terabit tra Londra e Ipswich. Ma in entrambi i casi, le due località avevano una connessione diretta, qualcosa che si vede raramente nelle connessioni del mondo reale.

Su internet e ESnet, ogni fermata lungo la strada crea il potenziale per un collo di bottiglia, e ogni pezzo di equipaggiamento deve essere pronto a gestire velocità complete di 100 gigabit. A novembre, il team ha finalmente fatto funzionare il tutto. “Questa dimostrazione ha riguardato l’utilizzo di tecnologia commerciale e pronta all’uso e la capacità di sostenere il trasferimento di una grande rete di dati”, dice Tony Celeste, un direttore delle vendite di Brocade, l’azienda che ha prodotto l’attrezzatura utilizzata nel test da record.

Sperimentazioni per il futuro

Nel frattempo, la rete sta facendo avanzare lo stato dell’arte in altri modi. I ricercatori l’hanno usata per esplorare circuiti di rete virtuali chiamati “OSCARS”, che possono essere usati per creare reti complesse senza complesse modifiche hardware. E stanno lavorando su quelle che sono conosciute come “DMZs” di rete, che possono raggiungere velocità insolitamente veloci gestendo la sicurezza senza i tradizionali firewalls di rete.

Queste soluzioni sono progettate specificamente per reti in cui un piccolo numero di trasferimenti molto grandi ha luogo–in contrasto con l’internet commerciale dove molti piccoli trasferimenti hanno luogo. Ma c’è ancora molto da imparare da ESnet per le aziende di internet commerciale. La compagnia di telecomunicazioni XO Communications ha già una dorsale da 100 gigabit, e possiamo aspettarci che altre compagnie seguano l’esempio.

Anche se non vedremo presto connessioni da 10 gigabit – per non parlare delle connessioni da 100 gigabit – a casa, dorsali internet con una maggiore capacità significheranno meno congestione dato che sempre più persone trasmettono video ad alta definizione e scaricano file sempre più grandi. E ESnet non si sta fermando qui. Bell dice che l’organizzazione sta già lavorando su una rete da 400 gigabit, e l’obiettivo a lungo termine è una rete da terabyte al secondo, che è circa 100.000 volte più veloce delle connessioni domestiche di oggi. Ora questo suona come fantascienza.

Aggiornamento 13:40 EST 06/17/14: Questa storia è stata aggiornata per chiarire che ESnet è gestita dal Dipartimento dell’Energia.

*Aggiornamento 4:40 PM EST 06/17/14: Questa storia è stata aggiornata per evitare confusione tra la rete di produzione di ESnet e la sua rete di test più sperimentale. *