Open Access

Im März 1993 wurde das Projekt ,Regionales Testbed - RTB" in den DFN-Mitteilungen bundesweit mit folgenden Zielen ausgeschrieben und festgelegt: Einführung bzw. Pilotnutzung fortgeschrittener Netztechniken, Entwicklung von Anwendungsumgebungen mit Bedarf für hohe Übertragungsraten und Einsatz von Anwendungsumgebungen durch nachgewiesene Anwendergruppen. Die Ziele sollten durch die Vernetzung einer beschränkten Anzahl von Institutionen (Universitäten, Fachhochschulen und Forschungseinrichtungen) der jeweiligen Region, die sowieso schon einen hohen Kommunikationsbedarf untereinander hatten, erreicht werden. Die Berliner Universitäten, das HMI, das ISST und das LIT führten unter Federführung des ZIB für die Region Berlin ein regionales Testbed durch; dessen Projektlaufzeit lag im wesentlichen zwischen dem 1. Oktober 1994 und dem 30. September 1996. An diesem BRTB waren fünf Anwendungen beteiligt: \begin{itemize} \item Einheitliche Datenumgebung auf heterogenen Rechnersystemen \item Ein Hotline und Consulting System \item Medizinische Bildverarbeitung \item Hypermedia-Lehreinheiten in der Studentenausbildung \item Visualisierung wissenschaftlicher Daten \end{itemize} Das wesentliche Ziel, der Aufbau von finanzierbaren regionalen Breitbandnetzen als Voraussetzung für ein deutschland-weites Breitband-Wissenschaftsnetz, ist erreicht worden. Wir danken dem DFN-Verein und dem BMBF für die Förderung dieses Projektes und allen, die zu seinem Gelingen beigetragen haben.

Das vorliegende Handbuch wendet sich an alle Benutzer des für den Norddeutschen Vektorrechnerverbund im ZIB installierten Rechners CRAY X-MP/24. Ein großer Teil der Darstellung ist der Optimierung von Programmen gewidmet, die in FORTRAN geschrieben sind. Gerade weil die CRAY einer der schnellsten Rechner der Welt ist, wird jeder Benutzer früher oder später selbst auf dieses Thema stoßen, denn die Maschine ist vornehmlich für Probleme bestimmt, die für die meisten anderen Rechner zu komplex sind. Maschinen der CRAY-Leistungsklasse beziehen einen erheblichen Teil ihrer Geschwindigkeit aus der parallelen Arbeit vieler Komponenten. Programme, die die jeweilige Architektur der Maschine berücksichtigen, können um Größenordnungen schneller (also wirtschaftlicher) sein als Programme, deren Autor beim Schreiben einen sogenannten "klassischen" Rechner vor seinem geistigen Auge hatte. Daher wird auch der technische Aufbau der CRAY X-MP im Handbuch erläutert. Weitere Teile des Handbuches beschäftigen sich mit den Vorrechnern und dem Rechnernetz.

Berlin als Stadtstaat ist Kommune und Land der Bundesrepublik zugleich und Standort vieler renommier-ter Wissenschafts- und Kultureinrichtungen. In enger Zusammenarbeit der Wissenschaftseinrichtungen mit dem IT-Dienstleistungszentrum Berlin (ITDZ, ehemals Landesbetrieb für Informationstechnik), der für die Behörden Berlins zuständigen Einrichtung, wurde seit 1993 ein landeseigenes Glasfasernetz mit einer derzeitigen Länge von 856 km Glasfaserkabel (je Kabel bis zu 144 Einzelfasern) zur gemeinsamen Nutzung von Wissenschaft und Verwaltung errichtet und weiter ausgebaut. 1994 erfolgte der offizielle Start des Berliner Wissenschaftsnetzes BRAIN (Berlin Research Area Information Network), als durch einen Beschluss des Senats von Berlin die Nutzung des landeseigenen Glasfasernetzes durch die Wissen-schaftseinrichtungen festgeschrieben wurde. Bereits 1995 wurden durch die Wissenschaftseinrichtungen auf diesem Glasfasernetz die ersten sieben Anschlüsse in ATM-Technik (Classical BRAIN-ATM) in Betrieb genommen, 1999 wurden anschließend auch erste Strecken in Ethernet-Technik (Classical BRAIN-GE) betrieben. Diese heterogenen Netze mit unterschiedlichen Netzgeräten wurden dezentral von den Netzadministratoren der beteiligten Einrichtungen nach globalen Absprachen betreut. Die dezentrale Administration erschwerte das Management und die Erweiterungen der Gesamtnetze. Basierend auf den vorliegenden Erfahrungen vereinbarten die Berliner Wissenschaftseinrichtungen, ein technisch neues Verbundnetz in Gigabit-Ethernet-Technik mit einheitlichen Geräten und einem zentralen Netzwerkmana-gement aufzubauen und zu betreiben. Seit November 2003 betreibt BRAIN auf dem landeseignen Glasfasernetz ein auf MPLS-Technik basie-rendes Gigabit-Ethernet-Netz, das „BRAIN-Verbundnetz“, mit den Diensten LAN-to-LAN-Kopplung der Einrichtungen, regionaler IP-Verkehr, Übergang zum Verwaltungsnetz und WiN-Backup. Das BRAIN-Verbundnetz löste die dezentral betreuten Vorläufernetze komplett ab. Von den derzeit 27 BRAIN-Teilnehmern nutzen 24 Einrichtungen an 53 in der Stadt verteilten Standorten die Dienste des BRAIN-Verbundnetzes, 18 Standorte sind mit 1000 Mbit/s und 35 Standorte mit 100 Mbit/s angeschlossen. Für verteilte Standorte einer Einrichtung besteht zudem die Möglichkeit, diese über dedizierte Fasern oder Bandbreiten miteinander zu vernetzen. Seit dem 2. Quartal 2007 wird im Rahmen eines Pilotprojekts der Nutzen eines zentral gemanagten Fibre Channel-Netzwerks "BRAIN-SAN" ermittelt, um Möglichkeiten einer verteilten Datenhaltung der Berliner Hochschulen und wissenschaftlichen Einrichtungen zu schaf-fen. Zusätzlich zu den vorgenannten Diensten nutzt der DFN-Verein die BRAIN-Struktur für die Verbindun-gen der X-WiN-Kernnetzknoten in Berlin und Potsdam untereinander und für Zugangsleitungen zu den Anwendern. Mit Stand 2007 nutzt das Berliner Wissenschaftsnetz BRAIN vom landeigenen Glasfasernetz 2100 km Einzelfasern und verbindet insgesamt 43 Einrichtungen (BRAIN-Teilnehmer und DFN-Anwender) aus Wissenschaft, Bildung und Kultur mit 129 Standorten. Der Betrieb von BRAIN wird im wesentlichen durch seine Nutzer finanziert. Das Land Berlin trägt aller-dings pauschal die überwiegenden Kosten für die Wartung des Glasfasernetzes, soweit es vom ITDZ be-reit gestellt wird. Zentrales Planungs- und Steuerungsorgan für BRAIN ist die von der Senatsverwaltung für Bildung, Wis-senschaft und Forschung eingerichtete BRAIN-Planungsgruppe. Sie besteht aus Mitarbeitern der Rechen-zentren der drei Berliner Universitäten und des ZIB. Nach außen wird BRAIN in rechtlicher und wirtschaftlicher Hinsicht treuhänderisch vom ZIB vertreten, die BRAIN-Geschäftsstelle befindet sich ebenfalls im ZIB.