L'infrastruttura di rete della ricerca italiana

L’infrastruttura di rete della ricerca italiana La rete GARR, dal grande sogno alla realt`a: cosa c’`e dopo M.Carboni GARR 10.5281/zenodo.17510244 da Cosine a GARR-T La rete GARR Da COSINE a GARR (1989-1993) (1989) Un insieme frammentato di Reti e Protocolli indipendenti ➨X25 ➨IP ➨DECNET ➨SNA necessit` a: ➨armonizzare le reti esistenti ➨dare vita ad un’infrastruttura condivisa ➨promuovere la collaborazione tra ricercatori M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 3/26 La rete GARR Generazione di Rete GARR-2 (1994-1999) ➨da SIP a Telecom Italia ➨Collegamenti nazionali 128k, 512k, 2M ➨Collegamenti di Accesso 64k ➨Collegamenti Internazionali: 2M (CERN), 1.5M (USA) ➨Rete Cogestita, attraverso i Poli GARR ➨10 AS (pubblici) con reti p2p “/24” pubbliche M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 3/26 La rete GARR da GARR-B a GARR-G (1999-2004-2011) ➨apertura del mercato: Telecom Italia, WIND, Fastweb, ATLC ➨Circuiti Operatore da 2M a 10G ➨Fibra Spenta prime tratte Sperimentali ➨Rete di Router, basata su un livello fisico dal CDN, ATM, SDH, Lambda M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 3/26 La rete GARR Il Grande Sogno (2005 - CONF.Pisa) ➨Puntare all’acquisizione di fibra a lungo termine ➨Supportare lo sviluppo del mercato degli operatori TLC ➨Garantire la Capillarit` a➥utenti onNET ➨Avere una connessione diretta con le altre NREN su fibra terrestre che sottomarina ➨Adeguare le competenze alle nuove sfide M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 3/26 La rete GARR GARR-X e GARR-X Progress (2012-2020) ➨Incremento della Velocit` a (La “X”): 10G ➨Infrastruttura in Fibra Ottica Estesa e Controllata ➨Disponibilit` a e controllo diretto della fibra ottica ➨Controllo diretto dei livelli di rete IP e Ottico ➨Potenziamento dell’Accesso Utente: da 100 Mbps fino a 10 Gbps ➨Abilitazione di Servizi Avanzati: Cammini Ottici Privati ➨Supporto attivo per i modelli di Grid e Cloud Computing GARR-X ` e stata una vera e propria Next Generation Network (NGN) basata sul controllo della fibra ottica, essenziale per allineare la ricerca italiana agli standard dell’Area della Ricerca Europea (G´ EANT). M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 3/26 La rete GARR GARR-T incluso ICSC e TeRABIT (2021-03/11/2025) Numbers ⋆3M+ end users ⋆24,000+ km Fibre ⋆1,500 km Submarine Spectrum ⋆120+ PoPs (Optical/Packet) Network Capacity ⋆new (BB) 36T / (Access) 9T BackBone links ⋆new 200G, 400G ⇒upto 1T+ Access Capacity ⋆new 10G ⇒400G+ Computing and Storage ⋆1 DC: distributed on 8 POPs ⋆∼20,000 vCore,∼12PB Storage Global Connectivity ⋆Research 2T+ ➠G´ EANT, CERN, ecc. ⋆Global Internet: 400G+ ➠Arelion, Cogent, MIX, Namex, ecc. ⋆Direct Peering: 800G+ ➠Microsoft, Google, Amazon M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 3/26 Aggiornamento della dorsale di rete 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tbps BackBone IP-VPN-OPN Dark Fibre 24,000 km BackBone 17,000 km Submarine (spectrum) 1,500km Backbone 36T,40T+ Access 100G+, 400G+, 1T+ Global Connectivity Experimental Infrastructure M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 4/26 Partnership Strategiche e Innovazione Aperta ➨Sperimentazione e Adattamento: Adottare tecnologie di rete avanzate sviluppate dal mercato (es. Self Driving Networks (SDN), Cloud Ibrido) attraverso un approccio neutrale e critico. ➠multiAgentic AI: un insieme di agenti software autonomi e intelligenti che interagiscono per raggiungere obiettivi comuni o individuali ➨GARR come Enabler per l’Industria (?): Sfruttare, insieme ai soci, la rete come banco di prova per l’innovazione che pu` o poi essere trasferita all’esterno della comunit` a GARR. ➨Acquisizioni Flessibili: Modulare gli acquisti per bilanciare la necessit` a di servizi commerciali pronti all’uso con l’esigenza di mantenimento del controllo strategico. M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 11/26 Ricerca come Motore La Ricerca come Motore dell’Evoluzione ➨Nuove Esigenze Scientifiche: Abilitare la scienza dei dati (Big Data), l’Intelligenza Artificiale distribuita e il calcolo ad alte prestazioni (HPC). ➨Accesso Globale e Collaborazione: Mantenere l’interconnessione con G´ EANT e le infrastrutture mondiali per i grandi progetti (es. Fisica, Spazio). ➨Tecnologie Quantistiche: vitali per il progresso socio economico in ambiti strategici (salute, comunicazione, energia, sostenibilit` a). ➨Dati e Infrastruttura Aperta (EOSC): Garantire la partecipazione italiana e l’accesso ai dati nel contesto dello European Open Science Cloud. M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 13/26 Quali sono le Sfide sulla Rete Come si opera su una rete ad alte prestazioni? M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 14/26 Focus GARR: Rete Geografica e Connettivit`a ➨Iperconnettivit`a (EuroHPC): ➠Tecnologie Ottiche Avanzate (DWDM/Coherent) per collegamenti multi-400Gbps, in evoluzione verso Terabit/s. ➠Interconnessione con G´ EANT a2x1.2T, supporto all’architettura Hybrid Cloud eStorage Federation. ➨Sicurezza e Traffico: ➠Mitigazione DDOS a Livello di Rete: Sistemi distribuiti (scrubbing in linea, RTBH, BGP Flowspec) per assorbire attacchi volumetrici. ➠Gestione Elephant Flow:QoS e Traffic Engineering per garantire la banda ai flussi massivi di DataSet Movement. ➠Accesso Sicuro: Federazione IDEM/eduGAIN per l’autenticazione. M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 15/26 EuroHPC Sites: Infrastruttura Locale e Sicurezza del Sito ➨Perimetro di Rete: ➠Terminazione ad Alta Capacit`a su Edge Routers. ➠Firewalling di Nuova Generazione per ispezione profonda dei pacchetti e politiche di accesso granulari. ➠Protezione DDOS Layer Applicativo (servizi cloud di scrubbing) per difesa aggiuntiva. ➨Dati e Calcolo: ➠Storage Federation:Presentazione unificata delle risorse di storage per I/O e DataSet Movement efficiente. ➠Hybrid Cloud Gateways: Canali sicuri per il burst computing e il trasferimento dati verso cloud esterni. ➠Data Security: Crittografia End-to-End (in transito e a riposo) per la protezione dei dati sensibili EuroHPC. M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 16/26 Interdipendenza e Sfide Comuni ➨Gestione Elephant Flow: Richiede il coordinamento tra le politiche di QoS di GARR (WAN) e la prioritizzazione del traffico interno al sito EuroHPC. ➨Data Security Transfrontaliera: La crittografia deve estendersi lungo tutta la rete GARR/G` EANT. ➨Monitoraggio Unificato: Sistemi di telemetria e audit (es. Data-Lake) per correlare le performance di rete (GARR) con i carichi HPC (es. CINECA) e reagire agli incidenti di sicurezza. M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 17/26 Quantum, Strategia, Impatto L’Italia nella Rivoluzione Quantistica: La Visione Strategica Obiettivi e Strumenti per la Competitivit`a Internazionale ➨Visione: Posizionare l’Italia come leader internazionale nelle Tecnologie Quantistiche (TQ), fondamentali per progresso socio-economico e sicurezza. ➨Contesto Europeo: Piena coerenza con la European Quantum Technology Flagship e anticipazione del futuro Quantum Act. Strategia Italiana e Alleanza Quantistica Italiana (AQI) Strategia (MUR/Governo) ➨Documento guida con Governance Interministeriale (MUR, MIMIT, ACN, Difesa, etc.). ➨Obiettivo: Creare un ecosistema resiliente, attrarre investimenti e proteggere la sovranit`a tecnologica. Alleanza Quantistica Italiana (AQI) ➨Intesa nazionale tra Universit` a, EPR (come INFN) e Industria. ➨Scopo: Promuovere le eccellenze scientifiche e creare un ecosistema coeso capace di competere globalmente. M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 19/26 Il Ruolo della Comunit`a di Ricerca: Motore dell’Innovazione I Punti di Forza Scientifici e la Formazione dei Talenti ➨Eccellenza Scientifica: La comunit` a (Universit` a ed EPR) ` e il fulcro della Strategia, con l’Italia tra i primi 7 paesi per pubblicazioni nel *Quantum Computing*. ➨Aree di Rilievo: Punti di forza consolidati in settori con TRL elevato: óSensoristica Quantistica Comunicazione Quantistica (QKD) -Piattaforme Fisiche Avanzate ➨Sfida Formativa: Necessit` a di potenziare i programmi avanzati e i Dottorati Industriali per creare la forza lavoro specializzata richiesta dal settore. ➨Obiettivo: Sostenere la ricerca di base (OSc-1) come fondamento e creare laboratori congiunti per il trasferimento tecnologico all’industria. M.Carboni (GARR) Network Scenarios cb 3/11/2025 20/26