Tapis: Ein neues System für kollaborative Forschung

Forschungsfragen wie Klimawandel und die Suche nach Planeten, die Leben unterstützen könnten, nutzen oft Computer und Ressourcen, die über verschiedene Institutionen verteilt sind. Das bedeutet, dass Forscher nicht nur an einem Ort arbeiten; sie greifen auf Maschinen und Daten aus mehreren Standorten zu. Um diesen Prozess einfacher und sicherer zu gestalten, haben wir ein neues System entwickelt, das Forschern hilft, diese Ressourcen zu nutzen und dabei ihre Daten und Geheimnisse zu schützen.

Unser Ansatz ermöglicht es Wissenschaftlern, auch dann zusammenzuarbeiten, wenn sie an verschiedenen Orten sind. Das ist besonders wichtig, wenn die Forschung viel Rechenleistung benötigt. Manchmal müssen Forscher Teile ihrer Analyse automatisieren, damit sie nicht alles manuell überwachen müssen. Deshalb ist es entscheidend, dass die automatisierten Prozesse Sicherheitsregeln einhalten, wenn Daten und Ressourcen von mehreren Standorten kommen.

In diesem Überblick stellen wir einen benutzerfreundlichen Rahmen vor, der für Forscher entwickelt wurde, um Ressourcen an verschiedenen Orten zuzugreifen und zu teilen. Wir heben hervor, wie unser System funktioniert und teilen Beispiele, wie es in echten Forschungsprojekten geholfen hat.

#Was ist Tapis?

Tapis ist eine Plattform, die Nutzern hilft, Daten und Rechenaufgaben zu verwalten. Denk daran wie an ein praktisches Tool, mit dem Forscher ihre Daten speichern und teilen sowie komplexe Berechnungen durchführen können, ohne sich um die zugrunde liegende Technologie kümmern zu müssen. Tapis verfolgt, was während dieser Prozesse passiert, was es für Forscher einfacher macht, ihre Analysen zu wiederholen und ihre Ergebnisse zu überprüfen.

Ursprünglich als Teil eines kollaborativen Projekts gestartet, hat sich Tapis durch verschiedene Versionen weiterentwickelt, und jetzt nutzen Tausende von Forschern aus verschiedenen Sektoren es, um ihre Rechen- und Datenbedürfnisse zu erfüllen.

#Datenverwaltung und Programmausführung

Tapis bietet eine Möglichkeit, Daten zu verwalten und Programme auf verschiedenen Computerressourcen auszuführen. Nutzer können ihre Systeme definieren, was bedeutet, dass sie Tapis sagen, wie man sich mit verschiedenen Computern oder Speichersystemen verbindet. Diese Systeme könnten Hochleistungscomputer, Cloud-Server oder andere Arten von Ressourcen sein.

Sobald die Systeme eingerichtet sind, können Nutzer auch Anwendungen definieren - das sind die Programme, die die Forschungsaufgaben durchführen. Tapis ermöglicht einen einfachen Datentransfer zwischen den Systemen und bietet Werkzeuge zur Ausführung von Jobs, das sind spezifische Aufgaben, die die Nutzer ausführen möchten.

#Echtzeit-Datenverarbeitung

Tapis hilft nicht nur bei der Datenverwaltung; es erleichtert auch die Echtzeitanalyse. Zum Beispiel kann Tapis Streaming-Daten von Sensoren sofort analysieren, was für viele Forschungsprojekte entscheidend ist. Diese Echtzeitdienste können grosse Datenmengen schnell verarbeiten, sodass Forscher mit den aktuellsten Informationen arbeiten können.

Ausserdem umfasst Tapis Funktionen, die es Nutzern ermöglichen, Benachrichtigungen oder Warnungen basierend auf bestimmten Aktionen einzurichten, wie z.B. wenn ein Job abgeschlossen ist oder neue Daten verfügbar werden. Das macht es einfacher, im Loop zu bleiben, ohne ständig das System überwachen zu müssen.

#Sicherheit und Zugriffskontrolle

Eines der Hauptanliegen bei sensiblen Daten ist die Sicherheit. Tapis begegnet diesem Problem mit einem robusten Autorisierungssystem. Jeder Nutzer hat spezifische Rollen und Berechtigungen, die definieren, auf was sie zugreifen können und welche Aktionen sie durchführen dürfen.

Das bedeutet, dass selbst wenn mehrere Forscher zusammenarbeiten, sie nicht auf die Daten des anderen zugreifen können, es sei denn, sie haben explizite Erlaubnis. Dieser kontrollierte Zugang hilft, die Privatsphäre zu wahren und sensible Informationen abzusichern.

Das System unterstützt auch gemeinsame Kontexte, in denen Ressourcen vorübergehend unter Nutzern geteilt werden können. Dies ermöglicht Forschern, an Aufgaben zusammenzuarbeiten, ohne dauerhaft Zugang zu gewähren, was die Sicherheit wahrt und Teamarbeit fördert.

#Authentifizierungsstruktur

Tapis verwendet ein Zwei-Faktor-Authentifizierungssystem zur Verifizierung der Nutzer. Wenn ein Forscher auf Tapis zugreifen möchte, erhält er ein Token, das seine Identität bestätigt. Dieses Token enthält Informationen darüber, wer sie sind und was sie im System tun dürfen.

Die Authentifizierung erfolgt so, dass Forscher ihre bestehenden Anmeldedaten von anderen Systemen, wie Google oder GitHub, verwenden können, was den Prozess benutzerfreundlich macht. Das bedeutet, Forscher können ihre bestehenden Logins problemlos in Tapis integrieren, ohne neue Passwörter auswendig lernen oder zusätzliche Konten erstellen zu müssen.

#Flexible Architektur

Das Design von Tapis ist modular, was bedeutet, dass jede Komponente unabhängig funktioniert, aber zusammenarbeitet, um eine vollständige Lösung zu bieten. Diese Flexibilität ermöglicht es Tapis, sich an unterschiedliche Bedürfnisse anzupassen, egal ob es sich um ein kleines Projekt oder eine grossangelegte Forschungsinitiative handelt.

Neue Funktionen und Dienste können im Laufe der Zeit hinzugefügt werden, ohne bestehende Operationen zu stören. Das bedeutet, dass Tapis wachsen und sich anpassen kann, während sich die Technologie weiterentwickelt oder die Bedürfnisse der Forscher sich ändern.

#Zusammenarbeit über mehrere Standorte

Tapis wurde entwickelt, um die Zusammenarbeit über mehrere Standorte hinweg zu unterstützen. Jede teilnehmende Institution kann ihre eigene Instanz von Tapis betreiben, die als "Site" bezeichnet wird. Es gibt eine Hauptseite, die anderen überblickt, die sogenannten Assoziierten Seiten. Diese Struktur ermöglicht es den Institutionen, die Kontrolle über ihre eigenen Daten zu behalten, während sie von gemeinsamen Ressourcen profitieren.

Zum Beispiel kann eine Institution sensible Daten vor Ort speichern, während sie gleichzeitig auf leistungsstarke Rechenressourcen von anderen Standorten zugreift. Diese Einrichtung optimiert die Leistung und Sicherheit, insbesondere für Organisationen mit strengen Datenschutzanforderungen.

#Anwendungsfälle und Anwendungen

#Klimaforschung in Hawaii

Eine Möglichkeit, wie Tapis genutzt wird, ist bei Klimaforschern an der Universität von Hawaii. Sie sammeln Daten von verschiedenen Klimastationen über die Inseln. Tapis hilft diesen Forschern, ein System einzurichten, das automatisch Daten in Echtzeit sammelt und analysiert.

Die Plattform führt Qualitätsprüfungen durch, während die Daten gesammelt werden, um Genauigkeit sicherzustellen. Forscher können dann ihre Ergebnisse visualisieren und teilen, was es für alle einfacher macht, die Auswirkungen des Klimawandels in ihrer Region zu verstehen.

#NASAs Exoplanetensuche

Ein weiteres Beispiel ist die Arbeit von NASA, um Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems mit dem NEID-Spektrometer zu entdecken. Die von diesem Tool gesammelten Daten müssen schnell verarbeitet werden, um wertvolle Informationen über mögliche Exoplaneten zu liefern.

Tapis hilft, diese Datenverarbeitungspipeline zu optimieren, indem es die Rohdaten an leistungsstarke Computersysteme zur Analyse überträgt und dabei alle Operationen verfolgt. Durch die Verwendung von Tapis stellt NASA sicher, dass die Analyse effizient abläuft und innerhalb des erforderlichen Zeitrahmens abgeschlossen ist.

#Fazit

Tapis ist ein leistungsstarker Rahmen, der entwickelt wurde, um Forschern zu helfen, Daten über mehrere Institutionen und Standorte hinweg zu verwalten und zu analysieren. Der Fokus auf Sicherheit, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit macht es zu einem idealen Tool für viele Forschungsbereiche, von Klimawissenschaft bis Astronomie.

Durch einen dezentralen Ansatz für das Teilen von Ressourcen ermöglicht Tapis Zusammenarbeit, während sichergestellt wird, dass sensible Daten geschützt bleiben. Während es weiterhin entwickelt wird, hat Tapis das Potenzial, noch mehr innovative Forschungsprojekte zu unterstützen und den Weg für zukünftige Entdeckungen und Fortschritte zu ebnen.