Nätverket på Max IV – Snart uppe i 100 gigabit

Forskningsanläggningen Max IV i Lund är ett prestigeprojekt av stora mått. Laboratoriet fungerar som en gigantisk röntgenmaskin – och är världens ljusstarkaste synkrotronljusanläggning. Det ställer samtidigt höga krav på nätverket. Kärnnätverket i Max IV har idag 10 gigabits kapacitet. De delar som kräver mest klarar 40 Gbit/s.

– Om ungefär två-tre år behöver hastigheten komma upp i 100 gigabit, säger Artur Barczyk, ansvarig för IT-nätverket på Max IV.

Som en del av en undersökning i laboratoriet får forskarna stora mängder digitala bilder vilka innehåller mycket detaljerad information. Ett besök leder ofta till data i storleksklassen 1-10 terabyte. Forskarna måste sedan analysera datamängderna, vilket kan ta allt från ett par dagar till flera år.

– I vissa fall 4–5 år, säger Artur Barczyk.

Med Max IV går det att undersöka mycket små saker. Ett exempel är proteiners strukturer i mycket hög upplösning. Tillämpningar finns inom allt från material- och nanovetenskap till medicin och miljöforskning.

– Det fungerar ungefär som när du går till tandläkaren och de ska ta en röntgenbild för att undersöka hur dina tänder ser ut. Det går också att göra 3D-bilder och till exempel undersöka hur en kristalls struktur ser ut, säger Artur Barczyk.

Max IV-laboratoriet utvecklas för att möta framtiden

IT-nätet på Max IV omfattar såväl kontorsutrustning som den specialutrustning som krävs för att forskningen ska fungera. Artur Barczyk är själv fysiker, men kom tidigt in på IT-delen av arbetet. Han har tidigare arbetat på såväl Cisco som Cern.

Anläggningen i Max IV består av två lagringsringar och en linjäraccelerator under jord. I ringarna skickas elektroner runt i hög hastighet, som accelererar med hjälp av hundratals magneter. Det alstrar strålning, så kallad synkrotronstrålning, i olika våglängder –röntgen och ljus i olika varianter som ultraviolett och infrarött. Strålningen leds ut i strålrör, för närvarande fem stycken. I linjäracceleratorn skjuter en elektronkanon ut elektroner i hög hastighet i vacuum i ett 300 meter långt rör. I Max IV ingår också en kortpulsanläggning.

Den alstrade strålningen är farlig vilket kräver mycket skydd. Det finns ett alarmsystem så att ingen befinner sig på fel ställe. Om något går snett, eller om någon försöker forcera en dörr strängs systemet automatiskt ned.

Förutom de fem strålrör som är i drift är ytterligare 11 godkända. När anläggningen är helt klar kommer det att finnas omkring 26 strålrör.

– Vi kommer allt eftersom behöva hantera ännu större datamängder vilket kräver ett större och snabbare nätverk, säger Artur Barczyk.

Nätverksutrustningen levereras via NetNordic

Max IV köper in nätverksutrustningen via NetNordic, som också bidrar med konsulthjälp. NetNordic har samma upplägg för Lunds universitet. IT-organisationen på Max IV samarbetar nära med universitetets IT-avdelning, LDC, kring datorinfrastruktur och nätverk. LDC hostar också Max IV:s datalagring i sitt datacenter.

Forskare från hela Sverige har tillgång till Max IV, men tar också emot forskare från hela världen, vanligen Europa. Arbetet i laboratoriet kan ta ett par dagar.

Den stora utmaningen på nätverkssidan är tillgängligheten; nätet behöver vara uppe dygnet runt, utan avbrott.

– Vi har väldigt korta underhållsfönster. Så den typen av arbete måste planeras och förberedas noggrant så att det mesta redan är klart och bara är att koppla in, säger Artur Barczyk.

Nätverket är hopkopplat med Lunds Universitet

Max IV är hopkopplat med nätverket för hela Lunds universitet, som LDC ansvarar för. LDC har ett eget stadsnät som kopplar ihop universitetsområdet i staden med fiber. Dessutom är hela området försett med trådlöst nätverk. Till det kommer fastighetsnät i varje byggnad.

Universitetet ansvarar bland annat för beräkningsklustret Lunarc, som Max IV regelbundet använder sig av.

– De skickar data dit, jättestora datamängder. Det passerar till viss del i vårt nät, men de har också egna förbindelser, säger Gunnar Knutsson, som är ansvarig för nätverk på LDC.

Lunds universitet har forskning och undervisning inom en mycket stor mängd ämnesområden och ligger på topp hundra bland världens främsta universitet, senast på plats 92 i QS World University Rankings och på plats 93 i Times Higher Educations världsranking.

– Vi ska se till att ha så attraktiva miljöer som möjligt. Hit hör ett väl fungerande nätverk. Det är ungefär som att det ska finnas bra vägar i landet. Oavsett om du kör Skoda eller Ferrari ska du komma fram på vägen. Vårt mål är därför att infrastrukturen alltid ska fungera. Vi ska gärna hitta problemen innan användarna gör det. När nätet börjar bli segt ska vi upptäcka det i förväg, säger Gunnar Knutsson.

Automatisering kommer bli ännu mer viktigt i framtiden

Tittar man framåt vill både Gunnar Knutsson och Artur Barczyk se mer av automatisering. Inte minst viktigt när budgeten ligger platt, medan kraven ökar på att IT ska leverera mer. Så ser det för övrigt ut i landet i snitt enligt analysföretaget Radars undersökningar. Ett exempel som både LDC och Max IV nu jobbar med är självkonfigurerande utrustning. Idag behöver oftast en IT-tekniker vara på plats för att installera många komponenter. Framöver kommer annan eller inhyrd personal i allt högre utsträckning att göra det.

– Just nu undersöker vi automationsmjukvara. De ingenjörer som sköter strålrören ska via ett webbgränssnitt själva kunna koppla in en ny nätverksenhet som automatiskt ställer in sig, säger Artur Barczyk.

Vad ska ni själva göra då?

– Vi får mer tid att jobba med nätverksdesign, kan fokusera mer på egenskaper i nätverket och jobba mer med nästa generations nätverk, säger Artur Barczyk.