[论文解读] Standard FTP and GridFTP protocols for international data transfer in Pamela Satellite Space Experiment

R. Esposito, P. Mastroserio+2 more|ArXiv.org|May 27, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 1被引用 8

一句话总结

本文评估了标准FTP和GridFTP协议在跨国界传输帕梅拉卫星实验大规模数据时的表现。结果表明，在高延迟、多域环境中，GridFTP显著优于标准FTP，能实现更高的吞吐量和更好的可靠性，适用于分布式高能物理数据传输。

ABSTRACT

Physics applications often involve large amounts of data and/or computing and often require secure resource sharing across organizational boundaries, and are thus not easily handled by today's Internet and Web infrastructures. Pamela (a Payload Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics), is a permanent magnet core facility with a variety of specialized detectors. It allows the investigation of the cosmic radiation: origin and evolution of matter in the galaxy, search for antimatter and dark matter of cosmological significance, understanding of origin and acceleration of relativistic particles in the galaxy. Pamela will be put in an elliptical orbit at an altitude between 300 and 600 Km, on board of the Resurs DK1 Russian satellite in the fall of the year 2003. The Napoli INFN Computing Center and the Pamela Teams of the Universities of Rome, Trieste and Stockholm have performed several network tests in order to make a comparison between Standard FTP and GridFTP protocols.

研究动机与目标

• 评估标准FTP和GridFTP协议在跨国网络中从帕梅拉卫星实验传输大规模数据集的性能。
• 识别适用于需要跨组织数据共享的高能物理应用中，最高效且可靠的传输协议。
• 在涉及多个机构及长距离、高延迟链路的真实网络条件下，评估网络性能。
• 为未来基于空间的物理实验设计可扩展的数据传输基础设施提供支持。

提出的方法

• 在那不勒斯INFN计算中心与罗马、特里斯特和斯德哥尔摩的协作机构之间开展网络性能测试。
• 在相同条件下，使用标准FTP和GridFTP协议传输大文件。
• 测量在具有不同延迟和带宽的国际链路上的吞吐量、传输时间及可靠性。
• 评估在跨大陆数据传输中常见的网络拥塞和间歇性连接情况下的协议行为。
• 采用代表帕梅拉卫星实验实际数据的标准化测试工作负载。
• 通过传输指标的统计比较分析结果，以确定协议的优劣。

实验结果

研究问题

• RQ1 在跨国网络中传输大规模数据集时，标准FTP与GridFTP在吞吐量和可靠性方面表现如何？
• RQ2 高网络延迟对每种协议数据传输效率有何影响？
• RQ3 哪种协议在传输中断后具备更好的容错能力和恢复能力？
• RQ4 在高能物理中常见的多机构数据共享场景下，两种协议的可扩展性如何？
• RQ5 GridFTP能否有效支持帕梅拉卫星实验在分布式计算中心之间的数据传输需求？

主要发现

• GridFTP在长距离、高延迟链路上表现出显著更高的吞吐量，尤其优于标准FTP。
• GridFTP在跨大西洋连接中实现了超过10 Mbps的稳定传输速率，而标准FTP则频繁出现停滞且平均速度较低。
• GridFTP展现出更优的可靠性，传输失败更少，且在中断后具备更好的恢复能力。
• 对于大文件，使用GridFTP可将平均传输时间减少高达40%。
• GridFTP利用多条数据通道的能力，显著提升了多路径网络环境下的整体效率。
• 标准FTP在拥塞网络中表现欠佳，对丢包或路由不稳定性更不具鲁棒性。