Nejnovější technologie před moderní informační společností

Hlavním úkolem sdružení je budování a rozvoj národní e-infrastruktury CESNET, která je určena pro vědu, výzkum a vzdělávání. Poskytuje univerzální prostředí pro přenos, zpracování, sdílení či ukládání vědeckých dat. Jde o nezbytnou podmínku, bez níž se dnes moderní výzkum neobejde. Proto nabízí své služby i ostatním organizacím zabývajícím se výzkumem, vývojem a inovacemi.

CESNET dokáže vyhovět specifickým potřebám vědeckých týmů při náročném výzkumu a nabízí prostředky pro jejich spolupráci. Díky vlastním výzkumným aktivitám a dosaženým výsledkům reprezentuje Českou republiku v důležitých mezinárodních projektech, zejména v budování panevropské sítě GÉANT anebo v gridových projektech.

Unikátní řešení sdružení nacházejí praktické uplatnění také v průmyslu, což oceňuje i odborná komunita. V listopadu loňského roku například CESNET a firma Netcope Technologies obdržely cenu Industrie za nejvýznamnější inovační technologii, kterou jim udělilo Ministerstvo průmyslu a obchodu v rámci 15. ročníku prestižní soutěže Česká hlava. Cenu získaly za vývoj první síťové karty pro zpracování 100Gb Ethernetu, nazvané COMBO-CG. Vznikla v rámci dotačního projektu Technologické agentury ČR. Mezi její unikátní vlastnosti patří možnost zachytit síťový provoz na plné rychlosti 100 Gb/s a přenést jej do paměti hostitelského počítače k další analýze.

Výkonnou počítačovou síť propojující vysoké školy a jednotlivá pracoviště Akademie věd ČR, srovnatelnou s obdobně zaměřenými zahraničními sítěmi, začalo sdružení budovat krátce po svém založení. Dnes patří národní e-infrastruktura CESNET k nejvyspělejším evropským sítím vůbec. Díky tomu má tuzemská akademická obec k dispozici špičkové komunikační prostředí, odpovídající stále stoupajícím nárokům vědy a výzkumu. Odborníci z České republiky se tak mohou zapojit i do největších mezinárodních vědeckovýzkumných projektů.

Topologie sítě národní e-infrastruktury CESNET.
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Typickým příkladem je oblast fyziky vysokých části. CESNET dlouhodobě spolupracuje s Fyzikálním ústavem Akademie věd České republiky (FZÚ AV ČR), který je jednou z našich nejrespektovanějších vědeckých institucí. Jeho odborníci se podílejí na nejobtížnějších vědeckých úkolech, které jsou velice náročné na zpracovávání a přenos ohromného množství dat. Klasický internet na to nestačí, a proto přicházejí na řadu vysokorychlostní vědeckovýzkumné infrastruktury, které garantují nejen vysoké přenosové rychlosti, ale i stabilitu spojení a minimální zpoždění. Propojení FZÚ AV ČR se světem proto zajišťuje národní e-infrastruktura CESNET.

Nebýt tohoto spojení, vědci FZÚ AV ČR by v mnoha případech zůstali bez možnosti aktivně se zapojit do špičkového výzkumu. Například projekty ve fyzice elementárních částic ústav ‬uskutečňuje převážně v rámci ‬velkých mezinárodních kolaborací. ‬Jde o experimenty na urychlovačích ‬v CERNu u Ženevy a Fermilabu v USA, ‬ve kterých ‬se zkoumá nejhlubší struktura hmoty a ‬síly působící v mikrosvětě. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

Na pokusech realizovaných na urychlovačích a následném vyhodnocování získaných dat spolupracují české výzkumné týmy z univerzit i dalších ústavů Akademie věd ČR. Tyto týmy mají k dispozici společné výpočetní centrum ve FZÚ AV ČR, které sdružení CESNET připojilo k nové celosvětové síti LHCONE. Ta propojuje významná počítačová centra gridu WLCG, který se využívá například právě při experimentech vedených na Velkém hadronovém urychlovači v CERNu.

Důležitou součástí e-infrastruktury CESNET je národní gridová infrastruktura, takzvané MetaCentrum. Gridem se rozumí velké množství počítačů, často geograficky vzdálených, pracujících na jednom úkolu. Moderní věda se bez takových výpočtů neobejde. MetaCentrum zajišťuje propojení vědeckovýzkumných týmů s poskytovateli výpočetních zdrojů a datových úložišť v České republice. Zároveň je prostřednictvím projektů Evropské unie zapojeno do celoevropské gridové infrastruktury. Využívají je odborníci z různých oborů. Uveďme alespoň jeden příklad:

Naše životní prostředí je zasaženo spoustou jedů. Typickou ukázkou je TCP – rakovinotvorný trichlorpropan, který se využívá jako pesticid anebo v chemickém průmyslu. Nedávno svitla naděje, jak se nechtěného TCP uloženého v půdě nebo vodě zbavit. Proteinoví inženýři z Loschmidtových laboratoří Masarykovy univerzity v Brně vyvinuli látku, která jej dokáže účinně rozkládat. Jejich objev popsal například prestižní časopis Nature Chemical Biology.

Cesta k takovému výsledku nebyla vůbec snadná. Vědci totiž museli propočítat obrovské penzum variant řešení. K tomu potřebovali odpovídající technické vybavení. PC s klasickým připojením k internetu by jim nestačilo. Proto pro své záměry využili právě MetaCentrum. Díky němu propočítali a nasimulovali bezpočet možných poměrů enzymů, aby nalezli jejich nejúčinnější kombinace a koncentrace.

E-infrastruktura CESNET a výsledky vlastního výzkumu sdružení však neslouží jen specialistům pracujícím v laboratořích vědeckých ústavů. Postupně se prosazují i v běžném životě. Týká se to například vysokorychlostních přenosů ve vysokém rozlišení, tedy oboru, v němž CESNET patří k absolutní špičce. Svou práci pravidelně prezentuje na významných odborných fórech. Přenosy ve Full HD či 4K rozlišení, a to i ve 3D provedení, přinášejí možnost sdílení dat na velké vzdálenosti při zachování obrazové kvality.

Pro CESNET jsou charakteristické například živé přenosy medicínských zákroků přímo z operačních sálů v rámci vzdělávání mediků či lékařů. Třeba na sklonku loňského roku během odborného lékařského sympozia zrealizoval přenos dvou operací prováděných unikátní neintubační hrudní chirurgií, a to z Fakultní nemocnice v Brně do kampusu Masarykovy univerzity. Jedinečnou metodu klínovité resekce plic a lobektomie předvedli odborníci z Národní tchajwanské univerzitní nemocnice v Tchaj-pej. Právě mezinárodní dosah přenosů je jednou z jejich podstatných benefitů. CESNET jimi totiž dokáže propojit nejen různá pracoviště z různých koutů České republiky, ale i z opačných stran zeměkoule.

Vysokorychlostní přenosy ve vysokém rozlišení se však prosazují i v kultuře, a to v podobě kybernetických představení. Ostatně když si CESNET loni připomínal 20. výročí svého založení, tak na závěr setkání v prostorách Senátu Parlamentu České republiky zorganizoval virtuální koncert na dálku. V jeden okamžik na něm vystoupili hudebníci, aniž by byli všichni přítomni na jednom místě. Zatímco členové smyčcového Ančerlova kvarteta hráli první větu Dvořákova opusu 81 v Hlavním sále Valdštejnského paláce, klavírista Bogdan Nicola je doprovázel až z dánské Kodaně.

CESNET tak předvedl jednu z možností, které se díky nejnovějším technologiím otevírají před moderní informační společností. A zároveň dokumentoval, že dosah jeho práce může mít i netušené rozměry.

Navštivte stánek sdružení CESNET na veletrhu VVVI v Brně v pavilonu B

• Karta COMBO pro 100Gb sítě
• Přenos obrazu v nejvyšší kvalitě
• Ultragrid – vysoce kvalitní přenosy videa na komoditním PC
• Přenos času po optické síti
• Fotonické služby e-infrastruktury CESNET
• Přehled služeb e-instrastruktury CESNET

CESNET

Ing. Ilona Trtíková

ilona.trtikova@cesnet.cz