Китай, Россия и США объединили усилия, чтобы создать оптоволоконную сеть, которая распространится на все Северное полушарие, обеспечит работу высокоскоростной системы наподобие Интернета и свяжет ученых, педагогов и учащихся по всему миру. Глобальная кольцевая сеть для передовых приложений (GLORIAD, http://www.gloriad.org), разрабатывается на базе Университета Теннесси и Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США, финансируется государственными агентствами в трех странах и олицетворяет собой партнерства с самыми передовыми в мире исследовательскими и образовательными инфраструктурами в Канаде, Республике Корея, Нидерландах и пяти скандинавских странах.

Грэг Коул - ведущий исследователь программы Национального научного фонда США, утвердившего GLORIAD (как и ее предшественницу NaukaNet) при объеме финансирования в 9,5 млн. долл. к 1998-2009 годам. Он один из директоров (наряду с Наташей Балашовой) Американо-российской гражданской сетевой программы, финансируемой Фондом Форда, и руководил другими американо-российскими программами развития сетевой инфраструктуры, которые финансировали НАТО, Государственный департамент США, Фонд "Евразия", компания "Сан Майкросистемс" и другие.

GLORIAD выросла из успешной американо-российской инициативы, профинансированной США и Россией в 1997 году в целях создания первого высокоскоростного Интернет-канала между американским и российским научными сообществами. Проект MirNET (позднее переименованный в NaukaNet) был совместным детищем Национального научного фонда США, Университета Теннесси, Российской академии наук, Министерства промышленности, науки и техники Российской Федерации и Российского исследовательского центра / Института Курчатова.

Идея заключалась в том, чтобы связать исследовательские и образовательные учреждения в США через важный сетевой коммутатор в Чикаго под названием STAR TAP (ныне - StarLight) с аналогичным объектом в Москве, к которому были подключены почти все исследовательские и образовательные учреждения России. Проложив оптоволоконный канал через Атлантический океан, Европу и Северную Америку, соединивший конечные точки в Чикаго и Москве, мы впервые связали важнейшие исследовательские и образовательные учреждения в этих двух странах.

В последующие годы число партнерств между американскими и российскими учеными увеличилось, а использование сети резко выросло. В 2003 году мы получили разрешение Национального научного фонда США на прокладку еще одного канала связи с Россией - на сей раз через Тихий океан, и, что очень важно, через Китайскую Народную Республику. Мы связали наших партнеров в Гонконге с нашими партнерами из Китайской академии наук, а они затем проложили сеть от Гонконга до Пекина и до российской границы вблизи Хабаровска. Наши российские партнеры расширяли свою сеть до Хабаровска, а Россия и Китай впервые проложили через свою общую границу телекоммуникационную линию. В той точке замкнулось кольцо вокруг Северного полушария.

Сеть заработала в начале 2004 года. Позднее в том же году Национальный научный фонд США и наши российские и китайские спонсоры согласились профинансировать нашу новую пятилетнюю программу под названием GLORIAD, которая расширила сервисный потенциал кольца на весь земной шар и реализовала новую архитектонику передового Интернета. Новая архитектоника позволяет нам предоставлять выделенные линии доступа отдельным научным сотрудникам, которые они могут использовать часами, днями или месяцами в дополнение к общедоступным услугам - таким как электронная почта и видеоконференцсвязь - которые мы также продолжаем предоставлять.

За последние годы использование учеными электронных средств связи достигло такого уровня, когда некоторым группам на короткое время требуется эквивалент их собственного Интернета - чтобы передать большой объем данных или обеспечить высокое качество конечного результата: например, для передачи высококачественного потокового видео или дистанционного управления электронным микроскопом. Общедоступный Интернет хорош для таких операций, как электронная почта, когда время и качество передаваемых данных не являются критическими факторами. Но когда вы управляете электронным микроскопом на расстоянии, вам нужна мгновенная ответная реакция. Это одна из причин, почему мы создаем так называемую гибридную архитектонику GLORIAD, которая позволит нам предоставлять ученым выделенные каналы связи помимо доступа в общедоступный Интернет для отправки и приема электронных писем и других веб-операций.

Следующим шагом в развитии GLORIAD стало создание партнерства с Республикой Корея / Корейским институтом научно-технической информации в качестве четвертого основного члена нашего консорциума. Они присоединились к проекту в 2005 году и при поддержке Министерства науки и техники Кореи спроектировали и профинансировали прокладку 10-гигабитного канала связи из Гонконга (Китай) до Тэджона (Республика Корея) и далее до Сиэтла (шт. Вашингтон, США). Это был первый сегмент сети GLORIAD, предназначенный для предоставления гибридных услуг. Наша цель - создать работоспособную сеть с пропускной способностью 10 Гбит в секунду, опоясывающую весь земной шар, и мы шаг за шагом движемся к ее достижению. При скорости передачи данных 10 Гбит в секунду можно, например, одновременно поддерживать 25 тыс. видеоконференций или примерно 1 млн. телефонных звонков с использованием технологий Интернет-телефонии. Сегодня между США и Китаем и между США и Россией мы можем поддерживать примерно лишь четвертую часть этого.

В настоящее время крупнейшим применением сети GLORIAD является обеспечение связи между институтом высокоэнергетической физики в Италии и принадлежащим Китайской академии наук детектором космического излучения, расположенным высоко в горах Тибета. Ведется сбор громадного объема данных для последующего анализа учеными в Италии и Китае. Этот трафик не прекращается 24 часа в сутки. Только за последний час, в течение которого я писал эту статью, между этими двумя площадками было перекачено 4 Гбайта данных.

Вторым важнейшим применением сети GLORIAD сегодня является передача данных от одного из подразделений НАСА, занимающегося проектированием сложных систем, к Китайской академии наук. Ведутся обширные космические исследования, в том числе с использованием спутниковых изображений и данных о состоянии атмосферы. Ученые, занимающиеся изучением атмосферных явлений, - климатологи и метеорологи - являются одними из наиболее активных пользователей сети. К ним относятся Национальный центр атмосферных исследований в шт. Колорадо, Китайская академия наук в Пекине и Российский гидрометеорологический центр в Москве.

Недавно мы встретились с нашими партнерами по GLORIAD в Москве, где мы узнали об интересных телемедицинских применениях. Наши российские партнеры разработали оборудование, которое использует данные приборов отображения магнитного резонанса для создания трехмерных полимерных моделей органов пациентов в натуральную величину, включая мозг. Для этого требуется огромное количество данных. Затем эти модели используются для анализа и подготовки соответствующих хирургических операций.

Это лишь несколько примеров применений, которые невозможны в Интернете в его сегодняшнем виде, даже при использовании высокоскоростных соединений. Интернет просто не обеспечивает того качества и той пропускной способности, которые требуются научным сообществам.

Одной из проблем, которую нам приходится решать, является кибербезопасность - все страны, участвующие в проекте GLORIAD, пытаются решать эту проблему сообща. Мы разработали некоторые интересные приложения, которые позволяют нам осуществлять мониторинг использования сети, и в настоящее время мы разрабатываем технические средства для мониторинга нецелевого использования сети. Время от времени нам приходится отражать атаки на сервисы, при которых злоумышленники организуют "наводнение" того или иного сайта, скажем, в Москве, данными от многих сайтов во всем мире одновременно, что, по сути дела, делает первый сайт неработоспособным. К нему поступает столько данных, что его вычислительное устройство просто не в состоянии их "переварить". Имеется множество примеров того, как люди злоупотребляют коммуникационными системами, и одной из наших важных задач в США является изучение и реализация мер по защите от подобных злоупотреблений.

На протяжении развития проекта доступ к сети предоставляется только исследовательским и образовательным сообществам. Большинство наших клиентов являются университетскими научными сотрудниками, но большая часть нашего потока данных создается национальными лабораториями и другими научно-исследовательскими учреждениями, финансируемыми федеральным правительством, включая НАСА, Министерство энергетики, Национальное управление по океану и атмосфере и Национальные институты здравоохранения США.

Сегодня более половины потока данных между нами, Россией и Китаем создается учреждениями, финансируемыми федеральным правительством, в которых находятся крупные архивы данных. Основная часть информации направлена к нашим международным партнерам - России, Китаю, Южной Корее, теперь еще и Нидерландам, Канаде и скандинавским странам - и поступает от них. Наши новейшие партнеры - Дания, Швеция, Норвегия, Финляндия и Исландия - поддерживают с нами связь через сеть NORDUnet. NORDUnet - это одна из наиболее новаторских сетевых групп в мире. Она участвовала в разработке международного Интернета на начальном этапе его развития и продолжает оставаться новатором в разработке передовых сетевых услуг. Она будет участвовать в создании второго канала сети GLORIAD с пропускной способностью 10 Гбит в секунду из Нидерландов через всю Европу и по возможности как можно ближе к российской границе.

В некотором смысле сеть выполняет две важные функции. Она не только соединяет компьютеры и измерительную аппаратуру, позволяя ученым обмениваться идеями и данными, но и улучшает нашу способность общаться друг с другом.

Одно можно сказать точно: независимо от того, как быстро мы будем наращивать пропускную способность и улучшать услуги в сети GLORIAD, различные научные группы будут быстрее продвигаться к намеченным ими целям. Каждый месяц по сети передаются многие терабайты (триллионы байт) данных, а в не столь отдаленном будущем ежемесячный поток данных может достичь нескольких петабайт (квадрильонов байт). Для нас это настоящий вызов, но это хороший вызов.