Situación de Internet 2 en México: Aplicaciones, Futuro

X ReuniónConsejo Asesor en Tecnologías de Información

de los Centros Públicos de Investigación CONACYTTijuana, B.C.

Noviembre 9, 2005

1. Antecedentes internacionales

3

El desarrollo del Internet, en Estados Unidos, siguió un proceso de evolución en espiral…

I&D en institucionesdel Gobierno Federal

I&D patrocinada entreGobierno Federal y Universidades

Participación de iniciativaprivada

Comercialización masiva

ARPA net NSF net

Redes públicas de IP• UUNET• MCI NET

• ISP Públicos• Tecnologías de última milla (modems)• PC´s

4

Con el apoyo decidido de la administración Clinton, surge en Estados Unidos el movimiento denominado Iniciativa para un Internet de Nueva Generación (Next Generation Internet Initiative - NGII)

5

La idea básica de la NGII consiste en darle una nueva vuelta a la espiral…

I&D en institucionesdel Gobierno Federal

I&D patrocinada entreGobierno Federal y Universidades

Participación de iniciativaprivada

Comercialización masiva

ARPA netNSF net

Redes públicas de IPUUNETMCI NET

ISP PúblicosTecnologías deúltima milla (modems)PC´s

GigabitTest beds

Redes Colaborativas• vBNS• ESNet• Nasa• DREN• I2

6

En Estados Unidos...

Como parte de la iniciativa Next Generation Internet se asocian 34 de las principales universidades de Estados Unidos para formar la

7

En otros países...

Los países más avanzados forman asociaciones similares para desarrollar redes educativas y de investigación de capacidad avanzada

8

En otros países...

Estas redes, se denominan NREN’s (National Research and Education Networks). Características…

Para obtener economías de escala en la conectividad es una red por país

Son asociaciones abiertas a cualquier institución educativa o centro de investigación

No comercializan servicios de telecomunicaciones (son redes privadas)

Pueden o no tener fondeo de los gobiernos

2. Antecedentes en México

10

Internet arrancó en México como un fenómeno universitario. Gran parte de los usuarios de Internet en México están ligados a las universidades o conocieron esta herramienta cuando fueron estudiantes universitarios.

Las principales universidades mexicanas han venido avanzando aceleradamente en el desarrollo de sus redes internas. Enlaces internos en fibra óptica. Plataformas IP. Redes gigabit.

11

Desde la década de los 90 las universidades mexicanas empezaron a tener proyectos de aplicaciones avanzadas con equipamientos de alta tecnología, que les permite una mayor eficiencia en los procesos de educación y de investigación que llevan a cabo.

Algunas universidades mexicanas buscaron conectarse directamente a la red Internet 2 de Estados Unidos. UCAID respondió que era necesario hacer un consorcio de universidades mexicanas, ya que sería muy ineficiente conectar universidades de manera individual.

12

Ocho universidades se comprometieron a pagar a prorrata los costos de la red que no se pudieran sufragar con otras fuentes.

UNAM IPN UAM ITESM UANL UDLAP UDG CICESE

13

Se estableció como objetivo del proyecto de Internet 2 en México apoyar al sistema de educación superior, utilizando telecomunicaciones para:

Incrementar la capacidad y calidad de los procesos educativos.

Apoyar la investigación mediante herramientas compartidas y colaboraciones interinstitucionales.

Permitir el desarrollo de aplicaciones para impulsar la nueva generación de Internet .

14

Para manejar la red Internet 2, en abril de 1999, se creó una asociación civil de instituciones académicas, sin fines de lucro, denominada:

Corporación Universitaria para el Desarrollo de Internet, A.C.

3. Situación Actual

16

La Asociación alcanza ya 104 instituciones académicas y de Investigación...

20 Asociados Académicos. 42 Afiliados. 28 Centros públicos de Investigación

Conacyt. 14 Institutos Nacionales de Salud.

17

Las universidades miembros de CUDI… Se estima que las universidades miembros de CUDI

representan más de 2/3 partes de la matrícula del sistema de educación superior nacional:

Alumnos : 1,700,000

Carreras profesionales: 2,400 Profesores: 160,000 Computadora en red: 160,000

Adicionalmente, el 80 % de los centros e institutos de investigación del país están incorporados a CUDI.

El 90 % de los Investigadores del SNI laboran en una Institución miembro de CUDI.

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Estructura administrativa Actual

ASAMBLEA CUDI

CONSEJO DIRECTIVO

COMITE DE MEMBRESIAS

COMITE DE DESARROLLO DE

LA RED

COMITE DE APLICACIONES Y

ASIGNACION DE FONDOS

Presidente: Ramón Parra (UV)

Presidente: Raúl Flores (Centros Conacyt)

Presidente: Hugo López (UDLAP)

Presidente: Raúl Rivera (CICESE)

19

La infraestructura de CUDI… Telmex y Avantel están convencidos de que las

redes académicas fomentan el desarrollo informático de México y por tanto su mercado futuro

Ambas empresas aportaron a título gratuito una red dorsal de más de 4,000 kilómetros, cada una, que opera a una velocidad de 155 mbps.

Adicionalmente, ambas empresas aportaron 16 enlaces de 34Mbps para conectar el mismo número de Asociados Académicos a la red dorsal.

A cambio de la donación se acordó que la red sería privada, que no comercializaría servicios de telecomunicaciones y que se utilizaría exclusivamente para aplicaciones educativas y de investigación.

20

Cancún

Tijuana

CENIC

Cd. Juárez

Backbone de la red CUDI

México

Guadalajara

Monterrey

CLARA

UTEP

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Aplicaciones avanzadas

Tecnología de Redes de Telecomunicaciones Educación a Distancia Bibliotecas Digitales Telemedicina y Salud Ciencias de la Vida Ciencias de la tierra Física de alta energía Astronomía Visualización Arte Super cómputo compartido Laboratorios Remotos

4. Proyectos paradigmáticos para transformar la ciencia y la

educación

23

Antecedentes El pasado mes de febrero, el Director General

del Conacyt, le solicitó al Consejo Directivo de CUDI, que le propusiera proyectos que pudieran transformar la forma de llevar a cabo la investigación y la educación superior, utilizando la tecnología de redes avanzadas

24

Se han venido desarrollando ideas alrededor de 5 temas:

Incorporación de contenidos en línea a los procesos educativos

Establecimiento de una Grid de supercómputo para uso compartido

Laboratorios compartidos Mejoramiento del posgrado Adopción de un nuevo paradigma de enseñanza-

aprendizaje basado en tecnologías informáticas.

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Temas… Los temas pueden avanzar

independientemente del apoyo que les pueda proporcionar CONACYT, en la medida que los soporten las propias universidades miembros de CUDI

A continuación describimos nuestras ideas al respecto

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1.- Incorporación de contenidos en línea a los procesos educativos. Integrar un repositorio único de objetos de

aprendizaje que apoyen la enseñanza de las principales carreras impartidas por las universidades mexicanas (10,000 objetos a desarrollar en 4 años por unas 15 universidades)

Consenso en una plataforrma común Fideicomiso SEP-UNAM Contenidos de matemáticas desarrollados por la

University of California College Preparatory 3,000 videos educativos desarrollados por la

Dirección General de Televisión Educativa

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La contratación centralizada de publicaciones periódicas y bases de datos. La oferta de Ebsco ofrece 13 bases de publicaciones

Academic Search8,100 títulos de revistas en diversas disciplinas tales como Arquitectura, Ciencias Sociales, Humanidades, Ciencia y Tecnología, Educación, etc

Business Source4,432 títulos de revistas en las áreas de Administración, Contaduría, Comunicación, Mercadotecnia, Economía y Negocios

Professional Development Collection 550 títulos de revistas con contenido altamente especializado en educación,

Newspaper Source Más de 200 periódicos entre estadounidenses é internacionales,

Masterfile PremierSelección de disciplinas incluyendo el área académica, negocios, ciencias sociales, humanidades, educación y ciencias generales

Health Source Nursing Academic 574 títulos académicos de Texto Completo enfocados en múltiples disciplinas médicas

Health Business Full Text

140 títulos en disciplinas no-clínicas como tele-medicina, proveeduría, administración de servicios clínicos y administración de servicios de salud.

Medline revistas indizadas de los archivos de National Library of Medicine.

ERIC980 revistas en Educación y documentos relacionados del Educational Resource Information Center.

Communication & Mass Media 200 revistas sobre comunicación y medios masivos

Environmental Issues & Policy Index

1,105 publicaciones sobre agricultura, ecología, energía, derecho ambiental, geografía, recursos marinos y de aguadulce, política pública, y planeación urbana

FUENTE ACADÉMICA

250 publicaciones académicas, Incluye temas de arquitectura, comunicación, historia, ingeniería, política y sociología entre otros,

MEDIC LATINA 150 revistas médicas arbitradas en español

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La oferta de EBSCO … Se maneja la información por Internet 2 desde Estados

Unidos Se tiene información de respaldo en CD´s Se tiene facilidad de traducción al español Ofrece la suscripción a miembros de CUDI a un precio

aproximado de 1.5 dólares por estudiante al año. Actualmente se le paga 853,000 dólares. (Todas las universidades de CUMEX excepto UOS compran a través de este consorcio)

Se tiene una oferta de Ebsco para dar acceso a todas las universidades miembros de CUDI (1.7 millones de estudiantes) por un costo anual de 1.7 millones de dólares

29

30

Icorporación del INEGI a CUDI Se ha recibido la solicitud verbal del director

del INEGI para conectar sus bases de datos estadísticas y geográficas a la red CUDI

Incluye, junto con CONABIO, la recepción y difusión por la red CUDI, de imágenes satelitales en tiempo real, desde Chetumal, Quintana Roo.

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Otros esfuerzos de contenidos en red que podría encabezar CONACYT ( o los centros CONACYT) La formación centralizada de un acervo de

libros de texto en formato electrónico La contratación centralizada de programas de

software científico, que pueden instalarse en servidores centrales y compartir su uso mediante la red.

32

2. Establecimiento de una Grid de supercómputo para uso compartido. Típicamente las supercomputadoras de que disponen

las universidades mexicanas están subutilizadas la mayor parte del tiempo.

Para hacer un uso más eficiente de las facilidades disponibles, es posible integrarlas en un Grid (o malla), conectando procesadores geográficamente distribuidos por medio de la red.

Esto permite aglomerar la capacidad disponible para poder atacar problemas que demandan gran capacidad y al mismo tiempo lograr un aprovechamiento pleno de la capacidad colectiva disponible antes de realizar nuevas inversiones.

Las inversiones para aumentar la capacidad del Grid se comparten entre todas las instituciones participantes.

33

Objetivo Conformar una Grid Nacional de centros de

cómputo de alto rendimiento, conectados por la red Internet 2 de CUDI, cuya infraestructura dé respuesta a las demandas de ciencia avanzada en el país.

Permitir que los científicos mexicanos tengan acceso a facilidades de supercómputo a través de la Grid, enlazándose por la red Internet 2 de CUDI, desde cualquier institución de educación superior e investigación del país

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Importancia estratégica para el país Actualmente no es posible hacer ciencia avanzada si

no se cuenta con facilidades de Supercómputo y de Grids, como física de partículas, biotecnología, genómica, astronomía, materiales, etc

También se verán beneficiados proyectos de interés social como los relacionados con protección civil (pronóstico regional del clima, impacto de los tsunamis, sismos, monitoreo de volacanes, manejo de recursos ambientales e hidrológicos y sistemas geográficos de información, seguridad pública) o con salud (desarrollo de nuevos medicamentos, tratamiento del SIDA, procesamiento de imágenes radiográficas y telemedicina).

A nivel internacional, no será posible participar en proyectos de investigación avanzada (vgr. CERN, Astronomía, Pierre Auger), si no se cuenta con tecnología Grids en el país.

35

Antecedentes Con recursos de Conacyt asignados a la promoción de

aplicaciones en Internet 2, CUDI patrocinó el proyecto GRAMA (Grid Académica Mexicana).

http://www.grama.org.mx/

En el participaron investigadores de la UNAM, CINVESTAV, CICESE, UDG y UAM

El objetivo fue conectar un equipo de supercómputo de cada institución, a través de la red Internet 2 de CUDI

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Equipo Tipo deProcesador

Velocidad

# deCPU's

# deNodo

s

Organización de la

memoria

Memoria

Total

Memoria

por nodo

Ubicación

HP AlphaServerSC 45 Alpha EV68 1.2 GHz 36 10 Distribuida 56 GB 4/8 GB UNAM

SGI Origin2000 MIPS R10000 195 MHz 8 1 Compartida 2 GB 2 GB UNAM

Cluster Pentium III 1.13 GHz 48 24 Distribuida 24 GB 1 GB UNAM

IBM p690 Power4 1099 MHz 12 Compartida 24 GB UdeG

Cluster I Intel Xeon 2.45 GHz 32 16 Distribuida 32 GB 2 GB UAM

SGI Origin 2000 MIPS R10000 195 MHz 18 Compartida 4.5 GB UAM

Cluster Pentium IV 2 GHz 40 40 Distribuida 10.24 GB 256 MB UAM

Cluster* Intel Intanium II 1.4 GHz 12 6 Distribuida 24 GB 4 GB UAM

Cluster Pentium III 1 GHz 40 20 Distribuida 40 GB 2 GB CINVESTAV

Sun  Fire 4800 UltraSparc III 900 MHz 8 1 Compartida 8 GB 8 GB CICESE

Cluster Sun Blade 100 UltraSparc IIe 502 MHz 8 8 Distribuida 2 GB 256 MB CICESE

SGI Origin2000 MIPS R10000 195 MHz 8 1 Compartida 1 GB 1 GB CICESE

Cluster Sun Blade 1000 UltraSparc III 900 Mhz 5 5 Distribuida 5 GB 1 GB CICESE

* Equipo Donado por Intel Lufac a Gramma

Equipos participantes en GRAMA

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Resultados de GRAMA hasta la fecha Una infraestructura de hardware, consistente de

al menos un equipo de cómputo de alto rendimiento en cada institución, conectado a los demás equipos mediante la red CUDI con altas capacidades de ancho de banda y calidad de servicio.

Una infraestructura de software, que gestiona el acceso y uso compartido de los recursos de hardware.

Un esquema de autentificación y seguridad para el uso de la infraestructura de grid (hardware + software).

Resultados de aplicaciones ejecutadas en la grid, que demuestra la factibilidad de su uso.

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Retos actuales Incorporar a nuevas instituciones para

participar en el GRID, como IPN, IPICyT, BUAP, UDLAP, UNISON

Definir la demanda real en el país de necesidades de supercómputo

Optimizar el diseño del Grid (Arquitectura, Middleware, Seguridad, Conectividad)

Determinar el equipamiento (hardware y software) adicional requerido

Establecer la organización para administrar y operar GRID

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3. Laboratorios compartidos

La ciencia moderna requiere de instrumentos cada vez más caros que generan grandes cantidades de información y cuyo costo no es justificable para una institución individual.

40

Nuevas formas de hacer investigación: herramientas muy caras, intensivas en datos, colaborativas…

Sloan Digital Sky Survey

LHC

ALMA

Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory

Network for Earthquake Engineering Simulation

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Mediante el uso de la red hoy es posible compartir estos instrumentos y soportar colectivamente sus costos.

Además mediante el uso de la red se pueden utilizar laboratorios e instrumentos ubicados en universidades y centros de investigación de todo el mundo, como es el caso de los aceleradores de partículas del Centre Européenne pour la Recherche Nucléaire (CERN).

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Ejemplos en México…

La UANL cuenta con… Microscopio Óptico Olympus B201 Microscopio de Fuerza Atómica Q-Scope 250 Microscopio Electrónico de Barrido Leica S440 Microscopio Electrónico de Transmisión JEOL

2010 La UNAM cuenta con…

Microscopio electrónico JEM2010 Fas Tem de nanotecnología (Instituto de Física)

43

Laboratorios Remotos a través de la red de CUDI

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Posibles pasos a seguir por los centros CONACYT… Integrar un grupo de trabajo que desarrolle el

proyecto Identificar la demanda nacional de equipos de

laboratorio que se puedan operar a distancia Levantar el inventario de los equipos

instalados en el país y sus posibilidades de ser compartidos

45

Tenemos entendido que ningún posgrado del padrón de excelencia de Conacyt tiene más de 300 alumnos y en la mayoría el número de profesores excede al número de alumnos

Se busca hacer eficiente la infraestructura existente, evitando que se repitan posgrados con pocos alumnos.

Los posgrados se podrán impartir remotamente utilizando videoconferencias interactivas y contenidos en línea. Con ello se podrán compartir profesores con grupos que puedan llegar a varios cientos de alumnos

Se comparten virtualmente laboratorios, talleres y bibliotecas Se tendrá una cobertura nacional permitiendo estudios de

posgrados en universidades que por si solas no lo justificarían Los alumnos tendrán una certificación de la institución que

proporciona el posgrado, conjuntamente con la institución remota

Al evitarse el costo de traslados, se puede extender considerablemente el número de becas

4. Mejoramiento del posgrado

46

Con este resultado se podría extender la cobertura de las maestrías calificadas como de excelencia en el país. 26 programas son de centros CONACYT

15 Institución con más maestrías de excelencia Maestrías

Universidad Nacional Autónoma de México 46

Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados IPN 41

Universidad Autónoma de Nuevo León 20

Colegio de postgraduados 15

Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada 13

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla 12

Universidad Autónoma Metropolitana 11

Universidad de Guadalajara 9

El Colegio de México AC 8

Universidad Autónoma de San Luis Potosí 8

Universidad de Guanajuato 7

Instituto Politécnico Nacional 6

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica 5

Universidad Autónoma de Baja California 5

Universidad de Colima 4

47

Pasos a seguir… Establecer un modelo de maestría en que se

definan: Bases pedagógicas Infraestructura requerida Procedimientos de control de alumnos Bases de Certificación Recursos y costos

Se propone asimismo que los posgrados de excelencia obtengan incentivos adicionales cuando tengan al menos 300 alumnos

48

Estos programas se podrán proporcionar a universidades en Latinoamérica

Se podrán realizar programas de colaboración de posgrado con universidades en Estados Unidos y Europa

Posgrados compartidos…

MAESTRIA EN CIENCIAS DE LA ELECTRONICA

OPCION MECATRONICA

MODALIDAD DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

M. C. Jaime Cid Monjaraz

Dr. Fernando Reyes Cortés

Dra. Ma. Aurora Diozcora Vargas Treviño

Dr. Sergio Vergara Limon

50

INFRAESTRUCTURA ACADEMICA COMPARTIDA

51

Medios propuestos Educación desde la universidad participante por

medio Videoconferencias con enlace al salón de clases con asistencia de estudiantes de la sede.

Aprovechar los recursos que ofrece Internet2. Con esto se pretende que los estudiantes a distancia

adquieran los mismos conocimientos que los estudiantes de la sede manteniedo una comunicación directa con el profesor.

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Programa piloto de la modalidad de educación a distancia

El postgrado de mecatrónica en su modalidad de educación a distancia se dividirá en nodos. Para empezar se plantea un programa piloto, donde solo se considerarán una sede y un nodo, cada uno de ellos con 2 salones equipados para realizar videoconferencias y los prototipos científicos para realizar las practicas experimentales.

En un futuro el número de nodos se puede incrementar en función de la demanda y los recursos disponibles.

La sede sería el postgrado en Mecatrónica de la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

53

5. Adopción de un nuevo paradigma de enseñanza-aprendizaje basado en tecnologías informáticas.

Existe un cambio en la demanda del mercado de trabajo sobre las habilidades que debe tener un graduado. Estas invariablemente se adquieren más eficientemente mediante el uso de tecnologías informáticas... Capacidad de investigación Resolución de problemas prácticos Creatividad Autoaprendizaje Trabajo en equipo Análisis de escenarios Networking Administración de recursos (incluyendo el tiempo) Comunicación electrónica

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Las tecnologías informáticas y el uso de redes de gran capacidad permiten adoptar procesos de enseñanza aprendizaje a la medida del alumno (a su tiempo, a su interés específico, de acuerdo a su forma de aprender).

Las tecnologías están impactando todas las disciplinas que imparten las universidades. El uso de un nuevo paradigma de enseñanza-aprendizaje basado en redes y tecnologías de la información permite al alumno conocer el impacto de estas tecnologías en sus respectivas áreas de estudio y adquirir las habilidades necesarias para continuar capacitándose a lo largo de sus vidas profesionales.

55

Ejemplo…

56

Implementación… Se esta implementando un programa con

Telmex para implementar este modelo que incluya:

Redes inalámbricas en el campus Financiamiento de computadoras personales

portátiles de bajo costo, a pagarse durante todo el programa educativo

Materiales educativos en línea Conexiones de banda ancha para profesores y

alumnos

5. Aplicaciones hoy: la reunión de otoño en Mérida

58

QuickTime™ and aTIFF (Uncompressed) decompressor

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A GRID Enabled Border:Internet2 Solutions to Global Challenges

Aplicación de tecnologías de Internet 2 a la problemática de la Frontera

Medio ambiente Pronósticos meteorológicos Recursos hidráulicos Comercio Internacional Cadenas productivas Salud Pública Respuesta a desastres Migración Seguridad Nacional

5. El futuro de la red

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Gran telescopio milimétrico

Large Millimeter Telescope (LMT) es un instrumento con una antena de onda milimétrica de 50 metros de diámetro

Está siendo construido por la University of Massachusetts y el Instituto Nacional de Astrofísica, Optica, y Electrónica (INAOE) in México.

Construido en el Cerro de la Negra, un pico volcánico a 15,000 pies de altura en el estado de Puebla

El costo del proyecto es de $130 millones de dólares

63

Cerro de la Negra en el Estado de Puebla…

64

Estará listo en 2006. Necesitará 10 Gigabits por segundo para conectarse a la red mundial y ser aprovechado por la comunidad mundial de astronomía

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San Pedro Martir, Baja California es uno de los mejores centros de observación astronómica en el mundo y están en planeación varios telescopios nuevos de la mayor capacidad, que requerirán conectividad de fibra óptica

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Cancún

Tijuana

CENIC

Cd. Juárez

Backbone de la red CUDI con conectividad Gigabit de la Negra a Puebla, México, Monterrey, Ciudad Juárez, y al Corredor científico San Diego Ensenada, San Pedro Martir

México

Guadalajara

Monterrey

CLARA

UTEP

67

ccasaus@cudi.edu.mxhttp://www.cudi.edu.mx