Google の最高財務責任者 Patrick Pichette が、アメリカの家庭に毎秒10ギガビットのインターネット接続を導入するかもしれないと言ったとき、それは SF のように思えました。 これは、現在の家庭での接続の約1,000倍の速さです。 私たちが公衆インターネット上でデータを送信している間、宇宙機関は、Energy Science Network の略称である ESnet と呼ばれるシャドー ネットワークを使用しており、1 秒あたり 91 ギガビットの国横断データ転送を実証しています。 米国エネルギー省が運営する ESnet は、大型ハドロン衝突型加速器やヒトゲノム計画などのプロジェクトで生成された膨大な量のデータを扱う研究者にとって、重要なツールとなっています。 ハードディスクを郵送でやりとりするのではなく、超高速ネットワークでデータをやりとりすることができるのだ。 ESnet のディレクターである Gregory Bell 氏は、「私たちのビジョンは、科学的発見が地理的な制約を受けるべきではないということです」と述べています。 つまり、ESnet は、コンピュータの世界が最終的にどのようになるかを見る窓なのです。
The Other Net
最初の全米規模のコンピュータ研究ネットワークは、国防省の ARPAnet で、これが現代のインターネットに発展しました。 しかし、この種のネットワークはこれが最後ではありませんでした。 1976 年、 エネルギー省は、 現在の国立エネルギー研究科学計算センターと他の研究所を結ぶ磁気核融合エネルギーネットワークの構築を支援しました。 さらに1980年には、国立研究所の素粒子物理学研究者をつなぐ「高エネルギー物理学ネットワーク」という2つ目のネットワークが作られました。 ネットワークの重要性が高まるにつれ、省庁の責任者は複数のネットワークを維持することに意味がないことに気づき、この2つを1つに統合しました。 ESnetは時代とともにその性格を変えてきました。 初期のころは、固定電話と衛星回線で動いていました。 現在では光ファイバー回線を使用し、DOEの17の国立研究所をはじめ、大学の研究所など多くの拠点にまたがっています。 2010 年以降、ESnet と Internet2 (インターネットが商用化された後、1995 年に研究者のために構築された非営利の国際ネットワーク) は、1990年代後半のインターネット バブル期に商用インターネット プロバイダーが構築した余剰ネットワーク容量である「ダーク ファイバー」をリースしています。 これは、「現実の世界」の条件下で行われたエンド ツー エンドのデータ転送の中で最速のものでした。 ネットワーク機器メーカーは、2010年から100ギガビット・スイッチを提供しています。 しかし実際には、長距離の転送はずっと遅かったのです。 それは、データがインターネット上を一直線に移動するわけではないからです。 スーパーハイウェイというより、州間高速道路システムのようなものです。 例えば、サンフランシスコからニューヨークまで車で移動する場合、高速道路の異なる区間を移動するため、途中で複数の都市を経由することになります。 同様に、インターネット上でサンフランシスコからニューヨークにファイルを送信する場合、または ESnet を介して送信する場合、データは国内の各都市にあるハードウェアを通過します。 2012 年、NASA はゴダード大学とユタ大学の間で、ESnet を介した 98 ギガビットの転送を実施しました。 また、Alcatel-Lucent と BT は今年初め、ロンドンとイプスウィッチ間の 1.4 テラビット接続で、この記録を抹消しました。 しかし、どちらの場合も、2 つの場所は直接接続されており、実際の接続ではほとんど見られないものでした。
インターネットと ESnet では、途中で停止するたびにボトルネックの可能性が生じ、すべての機器が 100 ギガビットのフル速度を処理できるように準備されている必要がありました。 11月、チームはついにそれを実現した。 「このデモは、市販の技術を使用して、大規模なデータ ネットワークの転送を維持することができるということです」と、記録的なテストに使用された機器を製造した Brocade 社のセールス ディレクター Tony Celeste 氏は言います。 研究者たちはこのネットワークを使って、「OSCARS」と呼ばれる仮想ネットワーク回路を研究しています。 また、ネットワーク「DMZ」として知られる、従来のネットワーク ファイアウォールを使用せずにセキュリティを処理することにより、異常に高速な速度を達成することができるものに取り組んでいます。 しかし、商用インターネット企業がESnetから学ぶべきことはまだたくさんある。
100 ギガビット接続どころか 10 ギガビット接続を家庭ですぐに見ることはできませんが、より多くの人々が高解像度のビデオをストリーミングし、より大きなファイルをダウンロードするようになれば、大容量のインターネット バックボーンはより混雑を減らすことになるでしょう。 そして、ESnetはそれだけにとどまりません。 ベルによれば、ESnetはすでに400ギガビットのネットワークに取り組んでおり、長期的な目標は毎秒1テラバイトのネットワークであるという。
Update 13:40 EST 06/17/14: この記事は、ESnet がエネルギー省によって運営されていることを明確にするために更新されました。
*Update 4:40 PM EST 06/17/14: この記事は ESnet の生産ネットワークと実験テストベッドネットワークとの間の混乱を避けるために更新されました。