6月18日消息，當谷歌(微博)首席財務官帕特里克·皮切特（Patrick Pichette）宣稱這家科技巨頭將給美國家庭用戶帶來數據傳輸速度高達10GB/秒的互聯網服務時，這一豪言壯語聽起來就像是科幻小說一樣不現實，因為與今天的家庭寬帶服務相比，谷歌構想中的這種高速網絡要快1000倍左右。但對于美國國家航空航天局（NASA）來說，這種速度卻顯得太慢了。
對美國家庭用戶來說，數據傳輸是通過公共互聯網進行的；而與此相比，美國國家航空航天局所使用的則是一個被稱作“ESnet”的影子網絡，這是“Energy Science Network”（能源科學網絡）的縮略詞，該網絡由一整套私人管道構成，能在全美范圍內以91GB/秒的速度進行數據傳輸，在已知同類網絡中是最快的。
美國國家航空航天局不會將這種速度的網絡服務帶給普通家庭用戶，但該局正在利用這種超快的網絡技術來探索下一波的計算應用。ESnet就是這樣的一個“試驗臺”，供科學家探索新的想法，隨后再將其推廣至商用互聯網。對于研究人員來說，這是個很重要的工具，能讓他們通過這個平臺來處理由大型強子對撞機（Large Hadron Collider）和人類基因組計劃（Human Genome Project）等項目所生成的海量數據。
借由美國能源部運作下的ESnet，研究人員無需通過郵件的方式來回傳遞硬盤，只需通過這個超快的網絡來交換數據即可。簡而言之，ESnet就是一個“窗口”；從這個窗口望出去，人們所能看到的是計算世界將在未來最終演變成的樣子。“我們對這個世界的構想是，科學發現不應受到地理的制約。”ESnet負責人格雷戈里·貝爾（Gregory Bell）說道。
另一個網絡
第一個覆蓋全美的計算機研究網絡是美國國防部的ARPAnet，這個網絡后來演變成了現代的互聯網。但是，ARPAnet并非同類網絡中的最后一個。在1976年，美國能源部贊助開發了Magnetic Fusion Energy NETwork（磁聚變能網絡），將今天的國家能源研究中心（NERSC）與其他研究實驗室連為一體。
隨后，美國能源部又在1980年創建了另一個名為“High Energy Physics”（高能物理）的網絡，以便全美實驗室中的粒子物理研究人員進行通聯。而隨著網絡重要性的日益提高，美國能源部高官認識到維護多個網絡并無意義，因此就將這兩個網絡合為一體 ，從而構成了今天的ESnet。
這個網絡經歷了與時俱進的演變，早期該網絡基于地線和衛星連接運行，而時至今日使用的則是遍布美國能源部下屬17個國家實驗室及其他很多實驗室（如大學研究實驗室等）的光纖。ESnet和Internet2——這是在互聯網商業化以后，于1995年為研究人員建立起來的非盈利國際網絡——一直都在租用“暗光纖”（暗光纖），也就是商業互聯網服務提供商在二十世紀九十年代末互聯網泡沫時期所建立起來的過剩網絡容量。
互聯網快速路
去年11月份，美國國家航空航天局下屬“高端計算機網絡”（High End Computer Networking）團隊利用ESnet網絡實現了91GB/秒的數據傳輸速度，這次傳輸是在丹佛和位于馬里蘭州格林貝爾（Greenbelt）的美國宇航局戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center in Greenbelt）之間進行的，是在“真實世界”環境中進行的最快的一次端對端數據傳輸。
在很久以前，ESnet就已經有能力進行10GB/秒的數據傳輸，至少從理論上來說是可以。自2010年以來，網絡設備公司就一直都在提供100GB交換機。但在實際使用中，遠距離傳輸的速度則要慢得多，這是因為數據在互聯網中的傳輸并不是直線進行的。
打個比方，數據傳輸更像是州際公路系統，而較少地類似于超級高速公路。如果有人想要通過州際公路系統從舊金山駕車到紐約，那么就必須沿途穿過多個城市；類似的，如果要通過互聯網——或ESnet——從舊金山向紐約傳送一個文件，那么這些數據就將流經多個城市中的硬件系統。
ESnet所連接的網站地圖
在2012年，美國國家航空航天局曾通過ESnet網絡在戈達德太空飛行中心到猶他大學之間進行過一次98GB/秒的數據傳輸。今年早些時候，阿爾卡特朗訊和英國電信更是以1.4TB/秒的數據傳輸速度刷新了這一紀錄，當時的傳輸是在倫敦和伊普斯維奇學校（Ipswich）之間進行的。不過，在這兩次數據傳輸中，兩地之間都擁有直連通道，而這在現實世界的網絡連接中幾乎是看不到的。
無論是在互聯網還是在ESnet網絡上，數據傳輸沿途的每一站都有可能會遭遇瓶頸，而每一個網絡設備都必須做好處理100GB傳輸速度的準備。去年11月份，“高端計算機網絡”團隊最終做到了這一點。
“這次數據傳輸與使用商業化的現成技術以及在一個大型數據網絡中保持數據傳輸的能力有關。”博科公司的銷售負責人托尼·（Brocade）說道，這家公司制造了破紀錄測試中所使用的網絡設備。
未來實驗
與此同時，這個網絡正在以其他一些方式來推進最先進的技術發展。研究人員使用ESnet來探索名為“Oscars”（奧斯卡）的虛擬網絡線路，這種線路可被用來創造出復雜的網絡，卻無需在硬件方面作出復雜的改變。同時，研究人員還在致力于構建“DMZ”的網絡，這個網絡能在沒有傳統防火墻的情況下執行安全操作，從而實現極其迅速的數據傳輸速度。
這些解決方案是專門為數量很少但規模龐大的數據傳輸活動而設計的，相比之下商業互聯網則是用于數量龐大但規模較小的傳輸。盡管如此，商業互聯網公司也仍舊可從ESnet身上學到很多東西。電信公司XO Communications已經擁有了一個100GB的骨干網，預計未來將有更多公司追隨XO的腳步。
雖然近期內家庭用戶不可能擁有10GB/秒的數據傳輸速度，但互聯網骨干網容量的提高則將意味著，盡管將有越來越多的用戶會流播放高清視頻和下載大文件，網絡擁塞的現象卻會變得越來越少。
這并非ESnet的止步之所。貝爾表示，美國能源部已經在開發400GB網絡，其長期目標是構建1TB/秒的高速網絡，也就是說，其數據傳輸速度相當于今天的家庭網絡的10萬倍左右。跟谷歌的豪語相比，或許這才該算是真正的科幻小說吧。
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