Um proposta de Arquitetura para protocolos entre grades.

Apresentação em tema: "Um proposta de Arquitetura para protocolos entre grades."— Transcrição da apresentação:

1 Um proposta de Arquitetura para protocolos entre grades.
Computação em Grade Um proposta de Arquitetura para protocolos entre grades.

2 Um pouco de História. Em 50 anos de inovações, a velocidade dos computadores cresceu em torno e um milhão de vezes, mas mesmo assim ainda são lentos para poder resolver muitos problemas científicos.

3 Um pouco de história Para se conseguir resolver problemas complicados eram necessários super computadores, que custavam rios de dinheiro. A evolução do hardware chegou a tal ponto que um computador pessoal tem mais capacidade computacional que alguns supercomputadores. Com o advento da Internet, o acesso a dados e computadores ficou muito mais fácil.

4 Um pouco de história. No começo da década de 80, a idéia de clusters de computadores foi desenvolvida. A um custo muito menor, poderia se ter o poder de um supercomputador. Apesar do custo, toda a infra-estrutura necessária para se montar um cluster grande é cara.

5 O que é computação em Grade?
Por todo o mundo, muitos recursos computacionais são desperdiçados. Enquanto uma pessoa deixa seu computador ligado e vai pegar um café, milhares de ciclos de CPU que poderiam estar sendo usados são perdidos.

6 O que é computação em Grade?
Computação em Grade é compartilhar recursos computacionais com outros usuários. O recursos compartilhados não se resumem a ciclos de CPU, podem ser recursos de armazenagem, utilização de sensores e recursos de rede

7 Para que Computação em Grade?
Existe realmente um problema específico para grades, que faça ser necessária a existência de uma tecnologia de grades? O problema existe, é a coordenação de compartilhamento de recursos e solução de problemas de organizações virtuais.

8 O que é uma organização virtual?
Chamamos de Organização Virtual quando temos participantes que desejam compartilhar recursos para poder concluir uma tarefa. Além disso, o compartilhamento esta além de apenas troca de documentos, isto pode envolver acesso direto a software remoto, computadores, dados, sensores e outros recursos.

9 Descrição da Arquitetura de Grades
O objetivo na definição dessa arquitetura não é definir todos os protocolos, serviços e APIs requeridos, mas ao contrário identificar requisitos para classes genéricas de componentes. A arquitetura foi divida nas seguintes camadas: Base, Conectividade, Recursos, Coletiva e de Aplicações.

10 As camadas

11 Base É a interface para controle local dos recursos.
Os componentes da camada Base implementam localmente, operações especificas de cada recurso, seja físico ou lógico. Existe então uma interdependência forte entre as funções implementadas no nível da camada Base e as operações de compartilhamento suportadas.

12 Base Funcionalidades mais ricas da camada Base habilitam operações de compartilhamento mais sofisticadas. se exigirmos menos dos elementos da camda Base, a distribuição da infra-estrutura da Grade será simplificada.

13 Conectividade Esta camada define o núcleo dos protocolos necessário de comunicação e autenticação para transações pela rede, específicas para a Grade. Protocolos de comunicação habilitam a troca de dados entre recursos da camada Base. Protocolos de autenticação são construídos sobre os serviços de comunicação para poder prover mecanismos criptografados e seguros para verificar se identidade de usuários e recursos.

14 Conectividade: Autenticação
Login único. Delegação. Integração com soluções de segurança local: A segurança da Grade deve ser capaz de agir em conjunto as varias soluções locais como Kerberos ou o sistema Unix. Relação de confiança baseada no usuário : se um usuário tem acesso a um sítio A e um B, deve poder acessar os 2 ao mesmo tempo.

15 Recursos Define protocolos (APIs e SDKs) para negociação, monitoramento, controle, pagamento de operações compartilhadas em recursos individuais de forma segura. As implementações da camada de Recurso desses protocolos chamam as funções da camada Base para acessar e controlar recursos locais.

16 Recursos Protocolos de informação são usados para obter informação sobre a estrutura e o estado dos recursos compartilhados. ex: configuração, carga atual e políticas de uso, como custo. Protocolos de gerenciamento são usados para negociar acesso a recursos compartilhados. Ex: requisitos de recurso e as operações a serem feitas, como criação de processos ou acesso a dados.

17 Coletiva Camada associada com recursos globais e captura interações entre coleções de recursos. Por essa razão tem esse nome. Implementa uma ampla variedade de comportamentos de compartilhamento sem colocar novos requisitos nos recursos sendo compartilhados.

18 Coletiva Serviço de Diretório - permite as usuários pesquisar por recursos pelo nome ou atributos como tipo, disponibilidade ou carga. Alocação Conjunta e Agendamento Serviços de Monitoração e Diagnóstico Serviços de Replicação de Dados

19 Coletiva Sistema de programação para Grades (MPI para grades).
Sistemas de gerenciamento de Carga de Trabalho e Arcabouços de colaboração. Serviços de Descobrimento de Software. Serviços de autorização de comunidade. Serviço de Colaboração.

20 Coletiva As Funções da camada Coletiva podem ser implementadas como um serviço persistente, com protocolos associados ou como SDKs com APIs associadas projetadas para serem linkadas com aplicações. Em ambos os casos, sua implementação pode ser sobre a camada de Recursos.

21 Aplicações

22 Relação com outras tecnologias
WWW A variedade da tecnologia da Web faz com seja um ambiente atrativo para a construção sistemas e aplicações. faltam a eles características necessárias para ocorrer um modelo mais rico de iteração Os navegadores atuais normalmente utilizam TLS para fazer autenticação, mas não suportam login único e delegação

23 Relação com outras tecnologias
Sistemas de computação distribuída CORBA, Java Beans, J2EE e DCOM. A forma principal de interação é do tipo cliente-servidor, e não de uso coordenado de recursos múltiplos. Tornam mais fácil compartilhar recursos com uma única organização. No entanto, esses mecanismos não resolvem os requisitos específicos listados anteriormente.

24 Relação com outras tecnologias
Sistemas de computação distribuída As tecnologias de desenvolvimento de aplicações distribuídas teriam que ser adaptadas aos requisitos da Grade. Uma opção seria construir um serviço de Nomes que utiliza o serviço de informação da Grade para procurar fontes distribuídas de informação através de grandes organizações virtuais.

25 Relação com outras tecnologias
Internet e Computação Ponto a Ponto Emule (Edonkey), Kazaa, Gnutella compartilham arquivos. e compartilham ciclos de cpu. Não inter-operam entre si. Compartilham arquivos, por exemplo, mas sem nenhum controle de acesso

26 Relação com outras tecnologias
Internet e Computação Ponto a Ponto Com a evolução dessas aplicações elas acabaram por inter-operar e haverá uma convergência de interesses entre computação ponto a ponto, Internet e computação em Grade.

27 Outras Perspectivas sobre Grades
“Computação em Grade é próxima geração da Internet” – são protocolos adicionais que são construídos sobre a tecnologia da Internet. Qualquer recurso que esteja na Grade, também está na Rede.

28 Outras Perspectivas sobre Grades
“A Grade é uma fonte de ciclos grátis” – computação em Grade é controle de compartilhamento. Os donos dos recursos terão políticas de restrição ao acesso a eles, dependendo do usuário.

29 Outras Perspectivas sobre Grades
“A Grade torna super computadores desnecessários” – muitos problemas precisam de super computadores para serem resolvidos, com baixa latência e comunicação rápida. Com a grade o acesso a esses supercomputadores fica muito mais fácil, fazendo com que aumente a demanda por eles aumente.

30 Globus O projeto do Kit de Ferramentas Globus tem código fonte aberto.
Incluem serviços e bibliotecas para monitoração, descobrimento e gerenciamento de recursos, tal como segurança e gerenciamento de arquivos. As ferramentas são o centro dos projetos científicos e de engenharia que somam aproximadamente meio bilhão de dólares por todo o mundo.

31 Globus A pesquisa é o centro do projeto Globus.
Os ramos de pesquisa atual são: Gerenciamento de Recursos, Gerenciamento e Acesso a Dados, Ambientes de Desenvolvimento de Aplicações, Serviços de Informação e Segurança. Não tem uma versão pra Windows ainda 

32 NetSolve Sistema de cliente servidor que habilita usuários a resolver problemas científicos complexos remotamente. Permite que usuários acessem tanto hardware quanto recursos de software distribuídos pela rede.

33 NetSolve Alguns dos objetivos do projeto são:
facilidade de usar uso eficiente dos recursos habilidade de integrar componentes de software arbitrários como recursos no sistema. Condor – atualmente o NetSolve consegue acessar os conjuntos Condor como um conjunto computacional.

34 NetSolve Globus – é usado pelo NetSolve, utiliza serviços para detectar servidores com problemas. Esta sua fase de teste o novo cliente NetSolve que implementa um Proxy que permite o cliente utilizar a infra-estrutura da grade Globus disponível.

35 Condor Não exatamente voltado para grades, mas sim para clusters.
O objetivo é desenvolver, distribuir e avaliar mecanismos e políticas para suporte a Computação de Alta Disponibilidade em grandes coleções de recursos computacionais distribuídos.

36 Condor Para utilizar-se um software no sistema não precisa ser recompilado. Se um software é linkado com a biblioteca Condor, poderá fazer checkpoints. Permite a quase qualquer aplicação que rode sem interação do usuário ser gerenciado.

37 Condor - G Permite acesso transparente a grades do sistema Globus de forma transparente. É uma parte do gerenciador de tarefas do Condor. Os usuários do sistema CONDOR têm então uma janela para a Grade.

38 Conclusão Já existem muitos sistemas de Grade.
Mas estão tentando se comunicar de uma forma ou de outra. Uma versão do Globus para Windows esta em desenvolvimento. Com isso acontecerá uma maior popularização das Grades.

39 Links Site oficial do projeto Globus : www.globus.org/
Site oficial do projeto NetSolve: icl.cs.utk.edu/netsolve/ Site oficial do projeto Condor:

40 Perguntas ?

41 Aplausos Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap, Clap.