Situación de Internet 2 en México: Aplicaciones, Futuro X Reunión Consejo Asesor en Tecnologías de Información de los Centros Públicos de Investigación.

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1 Situación de Internet 2 en México: Aplicaciones, Futuro X Reunión Consejo Asesor en Tecnologías de Información de los Centros Públicos de Investigación CONACYT Tijuana, B.C. Noviembre 9, 2005

2 1. Antecedentes internacionales

3 3 El desarrollo del Internet, en Estados Unidos, siguió un proceso de evolución en espiral… I&D en instituciones del Gobierno Federal I&D patrocinada entre Gobierno Federal y Universidades Participación de iniciativa privada Comercialización masiva ARPA net NSF net Redes públicas de IP UUNET MCI NET ISP Públicos Tecnologías de última milla (modems) PC´s

4 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 5 La idea básica de la NGII consiste en darle una nueva vuelta a la espiral… I&D en instituciones del Gobierno Federal I&D patrocinada entre Gobierno Federal y Universidades Participación de iniciativa privada Comercialización masiva ARPA net NSF net Redes públicas de IP UUNET MCI NET ISP Públicos Tecnologías de última milla (modems) PC´s Gigabit Test beds Redes Colaborativas vBNS ESNet Nasa DREN I2

6 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 7 En otros países... Los países más avanzados forman asociaciones similares para desarrollar redes educativas y de investigación de capacidad avanzada

8 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

9 2. Antecedentes en México

10 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 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 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 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 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.

15 3. Situación Actual

16 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 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.

18 18 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 19 La infraestructura de CUDI… Telmex y Avantel est á n convencidos de que las redes acad é micas fomentan el desarrollo inform á tico de M é xico 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 20 Cancún Tijuana CENIC Cd. Juárez Backbone de la red CUDI México Guadalajara Monterrey CLARA UTEP

21 21 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

22 4. Proyectos paradigmáticos para transformar la ciencia y la educación

23 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 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.

25 25 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

26 26 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 com ú n Fideicomiso SEP-UNAM Contenidos de matem á ticas desarrollados por la University of California College Preparatory 3,000 videos educativos desarrollados por la Direcci ó n General de Televisi ó n Educativa

27 27 La contratación centralizada de publicaciones periódicas y bases de datos. La oferta de Ebsco ofrece 13 bases de publicaciones Academic Search 8,100 títulos de revistas en diversas disciplinas tales como Arquitectura, Ciencias Sociales, Humanidades, Ciencia y Tecnología, Educación, etc Business Source 4,432 títulos de revistas en las áreas de Administración, Contaduría, Comunicación, Mercadotecnia, Economía y Negocios Professional Development Collection550 títulos de revistas con contenido altamente especializado en educación, Newspaper SourceMás de 200 periódicos entre estadounidenses é internacionales, Masterfile Premier Selección de disciplinas incluyendo el área académica, negocios, ciencias sociales, humanidades, educación y ciencias generales Health Source Nursing Academic574 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. Medlinerevistas indizadas de los archivos de National Library of Medicine. ERIC 980 revistas en Educación y documentos relacionados del Educational Resource Information Center. Communication & Mass Media200 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 LATINA150 revistas médicas arbitradas en español

28 28 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 29

30 30 Icorporaci ó n del INEGI a CUDI Se ha recibido la solicitud verbal del director del INEGI para conectar sus bases de datos estadísticas y geogr á ficas a la red CUDI Incluye, junto con CONABIO, la recepci ó n y difusi ó n por la red CUDI, de im á genes satelitales en tiempo real, desde Chetumal, Quintana Roo.

31 31 Otros esfuerzos de contenidos en red que podr í a 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 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 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

34 34 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 35 Antecedentes Con recursos de Conacyt asignados a la promoci ó n 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

36 36 Equipo Tipo de Procesador Velocidad # de CPU's # de Nodos Organización de la memoria Memoria Total Memoria por nodo Ubicación HP AlphaServer SC 45 Alpha EV681.2 GHz3610Distribuida56 GB4/8 GBUNAM SGI Origin2000MIPS R10000195 MHz81Compartida2 GB UNAM ClusterPentium III1.13 GHz4824Distribuida24 GB1 GBUNAM IBM p690Power41099 MHz12Compartida24 GBUdeG Cluster IIntel Xeon2.45 GHz3216Distribuida32 GB2 GBUAM SGI Origin 2000MIPS R10000195 MHz18Compartida4.5 GBUAM ClusterPentium IV2 GHz40 Distribuida10.24 GB256 MBUAM Cluster*Intel Intanium II1.4 GHz126Distribuida24 GB4 GBUAM ClusterPentium III1 GHz4020Distribuida40 GB2 GBCINVESTAV Sun Fire 4800UltraSparc III900 MHz81Compartida8 GB CICESE Cluster Sun Blade 100UltraSparc IIe502 MHz88Distribuida2 GB256 MBCICESE SGI Origin2000MIPS R10000195 MHz81Compartida1 GB CICESE Cluster Sun Blade 1000UltraSparc III900 Mhz55Distribuida5 GB1 GBCICESE * Equipo Donado por Intel Lufac a Gramma Equipos participantes en GRAMA

37 37 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.

38 38 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

39 39 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 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

41 41 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).

42 42 Ejemplos en M é xico … 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 43 Laboratorios Remotos a través de la red de CUDI

44 44 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 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 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 México46 Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados IPN41 Universidad Autónoma de Nuevo León20 Colegio de postgraduados15 Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada13 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla12 Universidad Autónoma Metropolitana11 Universidad de Guadalajara9 El Colegio de México AC8 Universidad Autónoma de San Luis Potosí8 Universidad de Guanajuato7 Instituto Politécnico Nacional6 Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica5 Universidad Autónoma de Baja California5 Universidad de Colima4

47 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 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…

49 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 50 INFRAESTRUCTURA ACADEMICA COMPARTIDA

51 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.

52 52 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 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

54 54 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 55 Ejemplo…

56 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

57 5. Aplicaciones hoy: la reunión de otoño en Mérida

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60 A GRID Enabled Border: Internet2 Solutions to Global Challenges Aplicaci ó n de tecnolog í as de Internet 2 a la problem á tica de la Frontera Medio ambiente Pron ó sticos meteorol ó gicos Recursos hidr á ulicos Comercio Internacional Cadenas productivas Salud P ú blica Respuesta a desastres Migraci ó n Seguridad Nacional

61 5. El futuro de la red

62 62 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 63 Cerro de la Negra en el Estado de Puebla…

64 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

65 65 San Pedro Martir, Baja California es uno de los mejores centros de observaci ó n astron ó mica en el mundo y est á n en planeaci ó n varios telescopios nuevos de la mayor capacidad, que requerir á n conectividad de fibra ó ptica

66 66 Cancún Tijuana CENIC Cd. Juárez Backbone de la red CUDI con conectividad Gigabit de la Negra a Puebla, M é xico, Monterrey, Ciudad Ju á rez, y al Corredor cient í fico San Diego Ensenada, San Pedro Martir México Guadalajara Monterrey CLARA UTEP

67 67 ccasaus@cudi.edu.mx http://www.cudi.edu.mx