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01.03.2002 - 

Das Cern erneuert seine Steuerungssysteme

Java-Messaging trifft Teilchenbeschleuniger

GENF (as) - Im weltgrößten Forschungszentrum für Teilchenphysik erhalten die Steuerungssysteme der Teilchenbeschleuniger ihre Messdaten künftig auch über eine Java-Messaging-Infrastruktur. Die Anforderungen an die Software sind dabei enorm. Die IT-Abteilung will deshalb neben Java auch weiterhin auf den Corba-Standard setzen.

Hundert Meter unter der Stadt Genf liegt mit 27 Kilometer Umfang der größte ringförmige Teilchenbeschleuniger des Cern. Beziehungsweise lag, denn derzeit wird mit dem "Large Hadron Collider" (LHC) an einem neuen Ring gebaut. Dereinst soll LHC mit anderen Experimenten, die im Umfeld des Cern-Labors stattfinden, integriert werden und abertausende Geräte mit Messwerten versorgen.

Mit dem LHC-Projekt verbunden ist die Modernisierung der vorhandenen Prozess-Steuerungssysteme, welche den Supraleiter und die Magnete des Ringes kontrollieren. Hierbei sollen auch Teile der bisherigen Kommunikationsinfrastruktur abgelöst werden, die bisher auf dem Standard Common Object Request Broker Architecture (Corba) und synchronen Remote Produre Calls basiert. Stattdessen will das Projektteam um Kris Kostro auf standardisierte Java-Technologie und das Java-Message-Service-API (JMS) setzen. Es wählte als Implementierung den Messaging-Server "Sonic MQ" von Sonic Software. Der neuen Messaging-Plattform wird künftig die Aufgabe zufallen, während des LHC-Betriebs sämtliche Daten der Prozesskontrollsysteme und Messgeräte entlang des Rings zu sammeln und sie den Systemen zuzustellen.

Server kann Messages zwischenspeichernBei der Entscheidung für Java spielte nicht zuletzt der wachsende Kostendruck eine Rolle, dem die zeitaufwändigen Cern-Projekte heute ausgesetzt sind. Die IT-Spezialisten hoffen durch den Einsatz einer voraussichtlich langlebigen Standardtechnologie den Integrationsaufwand zwischen den Systemen verringern zu können. Java ist nach Ansicht der Cern-Mitarbeiter eine produktivere Sprache als C oder C++, für die heute mehr Entwickler auf dem Markt zu finden sind. Architektonisch bietet das JMS-Produkt den Vorteil, dass sich die LHC-Systeme nun auch lose und asynchron koppeln ließen. Die so entstehende Messaging-typische Hub-and-spoke-Architektur biete laut Danny Goodall, JMS-Experte und Marketing Director für Sonic MQ, den Vorteil, dass der Server die Messages zwischenspeichern kann, wenn auf den Zielsystemen keine Kapazitäten verfügbar sind. Die Messwerte würden so schneller erfasst als es die Steuerungssysteme schaffen, und könnten per Many-to-many-Verbindung flexibel ihr Ziel erreichen.

Allerdings sind die LHC-Anforderungen in puncto Messaging hoch: Bei einem maximalen Ausbau der JMS-Lösung müssten unter anderem Tausende Alarmmeldungen für rund 48000 Geräte empfangen und zugestellt werden. Bei den Experimenten, so die Cern-Spezialisten Francesco Calderini und Pierre Charrue, erhielte jeder vierte Client alle 15 Sekunden 100 Bytes an Daten.

Doch bisher ist es nicht soweit. Nach zweieinhalbjähriger Laufzeit befindet sich das Projekt noch in der Pilotphase. Eine JMS-Anwendung für zeitgesteuerte Events soll nun zur Jahresmitte erprobt werden, weitere für die Alarmübermittlung sind geplant. Im Frühling 2003 werden dann laut Kosta rund 2000 Benutzer Informationen über die neue Architektur testweise erhalten.

Zudem relativiert der Projektleiter die strategische Bedeutung von Java für das hochkomplexe und spezielle LHC-Vorhaben dahingehend, dass ein JMS-Server allein nicht alle Wünsche abdecken könne. Beispielsweise seien viele LHC-Systeme in C geschrieben und würden vom JMS-Standard bisher nicht ausreichend unterstützt. Die IT-Mannschaft wolle zudem nicht gänzlich auf die bisherige "eng-verdrahtete" Corba-Architektur verzichten, sondern über sie weiterhin manche Clients mit den Systemen kommunizieren lassen. Diesen zweigleisige Weg verlange die im Cern geforderte Verpflichtung zur Neutralität, der nicht nur die Wissenschaftler, sondern auch die IT mit ihren Technologievorlieben entsprechen müssen.