Astroinformática en Canadá: entre Grid y la nube

T.E.L: 2 min. 37 seg.

CANFAR es un proyecto cuyo objetivo es crear una plataforma de red para apoyo de la investigación en astronomía, usando lo mejor de la infraestructura Grid y de la nube.
astroinformática

Nicholas Ball y David Schade (del Instituto Herzberg de Astrofísica, Victoria, BC) redactaron un white paper sobre "Astroinformática en Canadá" en el que definen a la astroinformática como un campo emergente debido al diluvio de datos provenientes de los nuevos instrumentos. La astroinformática incluye la organización de datos, clasificación, data mining, visualización y estadísticas.
La cantidad y la complejidad de los datos que se están obteniendo en astronomía se está convirtiendo en intratable sin un significativo componente de automatización. Para esto se requieren poderosos algoritmos, muchos de los cuales ya existen en data mining, estadística y astronomía computacional, pero se está yendo cada vez más lejos en la automatización de procesos de análisis y el descubrimiento de conocimiento en las bases de datos, es decir, minería de datos, redes neuronales, árboles de decisión, etc.

Esquema del programador cloud mostrando el uso de varios usuarios

No creo exagerar al decir que cualquier astrónomo/astrofísico del futuro (del presente diría ya) necesariamente deberá tener un conocimiento especializado en estas técnicas. Los astrofísicos actualmente tienen conocimientos de programación (IDL y otros lenguajes), pero da la sensación que la exploración de datos no triviales a través de bases globales será cada día una tarea más común, sobre todo en aquellos países que no tengan grandes instrumentos. Empero, para esto también hace falta infraestructura.

Uno de los ejemplos que se dan en el paper sobre aplicaciones existentes que utilizan métodos astroinformáticos es el reprocesamiento de MACHOs, acrónimo de Objeto Astrofísico Masivo de Halo Compacto. Datos de estos objetos se están reprocesando en CANFAR para brindar una mejora significativa en la fotometría. Este permitirá la comparación de curvas de luz para variables de largo período con modelos de transferencia de radiación para mejorar las limitaciones en los modelos de descripción de atmósferas estelares. Esto implica la ingestión de 7.6 terabytes de datos, procesamiento y producción de catálogos. Se estima un tiempo total de proceso en 13.444 días (36.8 años). Sería imposible en computadoras tradicionales, pero con cientos de ellas en la Universidad de Victoria, la tarea se puede completar en algunos días.

Arquitectura CANFAR con el sistema de procesamiento marcado en rojo

CANFAR es la Red Avanzada de Canadá para la Investigación Astronómica que, en conjunto con CANARIE (una red de investigación nacional de aquel país) tienen el proyecto de crear una plataforma basada en la nube como apoyo a la astronomía. El esfuerzo es liderado por la Universidad de Victoria en British Columbia junto con el Centro de datos de Canadá (CADC) y la participación de otras 11 universidades de ese país.

El equipo de CANFAR dice que una visión esquemática de la investigación contemporánea en astronomía muestra que el sistema es una red global de infraestructura, con científicos y telescopios como dispositivos I/O (de entrada y salida).
Un póster describe al proyecto como "un sistema operacional para el envío, proceso, almacenamiento, análisis y distribución de grandes conjuntos de datos astronómicos" que incluye a varias organizaciones canadienses para crear un "sistema unificado de almacenamiento y procesamiento de datos".
También se señala que posee "las mejores características combinadas de los modelos grid y cloud al proveer cluster auto-configurables desplegados en múltiples clusters en la nube.
En el póster se señalan limitaciones en los servicios de las infraestructuras grid y nube y para dar cuenta de eso CANFAR es un sistema híbrido que hace uso de la programación de trabajos mientras abstrae los recursos de procesamiento grid como una nube.
Grid-Cloud-CANFAR

Comparación de características de procesamiento Grid, nube y CANFAR

Fuentes y links relacionados

Astroinformatics in Canada
Nicholas M. Ball, David Schade
LRP 2010 White Paper
de LRP 2010 white papers (Nick Ball, Astroinformatics)
HPC in the cloud: Canada Explores New Frontiers in Astroinformatics, por Nicole Hemsoth.
Virtualisation and Grid Utilisation within the CANFAR Project
Gaudet, Séverin, en Presentaciones ADASS 2010 (Póster 077)

Sobre las imágenes

Esquema "astroinformática". Crédito:Nicholas Ball y David Schade.
Arquitectura CANFAR, Comparación y Esquema Programador de Presentación de Séverin Gaudet