Grid Computing

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Transcript of Grid Computing

Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura Monograra de Adscripcin a Sistemas Operativos

Grid Computing

Vernica Vanessa Barrios Licenciatura en Sistemas de Informacin Corrientes - Argentina 2005

ndice General1 Introduccin 1.1 Concepto de Grid Computing . . . . . . . . . . . 1.1.1 Bene+cios que Ofrece el Grid Computing 1.2 Introduccin a Grid Computing . . . . . . . . . . 1.3 Qu es y Para Qu Sirve el Grid Computing? . 1.4 Qu es GLOBUS? . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 Arquitectura del Grid . . . . . . . . . . . . . . . 1.6 Aplicaciones y Servicios en Grid . . . . . . . . . 1.6.1 Supercomputacin . . . . . . . . . . . . . 1.6.2 Proceso Intensivo de Datos . . . . . . . . 1 1 1 2 4 7 8 11 11 12 15 15 15 17 18 19 20 21 22 23 24 25 25 26 28 28 29

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2 Principios de Grid Computing 2.1 Lo Que el Grid Computing Puede Hacer . . . . . . . . . 2.2 Aprovechar los Recursos Que No Siempre se Usan . . . 2.3 La Capacidad de CPU Paralela . . . . . . . . . . . . . 2.4 Las Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Los Recursos y Organizaciones Virtuales . . . . . . . . . 2.6 El Acceso a los Recursos Adicionales . . . . . . . . . . 2.7 Balanceo de Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 Con+abilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.9 Administracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.10 Los Conceptos y Componentes del Grid . . . . . . . . . 2.10.1 Los Tipos de Recursos . . . . . . . . . . . . . . . 2.10.2 Computacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.10.3 Almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.10.4 Las Comunicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . 2.10.5 El Software y las Licencias . . . . . . . . . . . . 2.10.6 El Equipo Especial, Capacidades, Arquitecturas, lticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii

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iv

NDICE GENERAL

2.11 2.12 2.13 2.14

2.15

2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23

2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30

2.10.7 Los Trabajos y las Aplicaciones . . . . . . . . . . . . Scheduling, Reservacin, y Barrido . . . . . . . . . . . . . . . Intragrid a Intergrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Construccin del Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Plani+cacin del despliegue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.14.1 Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.14.2 Organizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Componentes del Software Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.15.1 Componentes de administracin: . . . . . . . . . . . . 2.15.2 Software Servidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.15.3 Software de Sumisin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.15.4 Administracin del Grid Distribuido . . . . . . . . . . 2.15.5 Schedulers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.15.6 Las Comunicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Observacin, Direccin, y Medicin . . . . . . . . . . . . . . . Usar un Grid: Perspectivas de Usuario . . . . . . . . . . . . 2.17.1 Conectar e instalar el software de Grid . . . . . . . . . Registrarse en el Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Solicitar y Realizar Trabajos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Con+guracin de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Monitoreo del Progreso y Recuperacin . . . . . . . . . . . . Reservar recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Usar un Grid: La Perspectiva de un Administrador . . . . . . 2.23.1 Planeacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.23.2 Instalacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Matriculacin de Direccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Certi+cado de Autoridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Administracin de Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compartir Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Usar un Grid:Una Perspectiva del Diseador de la Aplicacin El Presente y el Futuro del Grid . . . . . . . . . . . . . . . . Qu No Puede Hacer el Grid Computing? . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30 31 32 35 35 35 36 36 37 37 39 39 40 41 41 42 42 43 44 46 47 48 49 49 49 50 51 53 54 54 55 56 57 57 58 59 59 60 61

3 Estndares Abiertos 3.1 Web Service: Servicios Web . . . . . 3.2 Grid Service: Servicios Grid . . . . . 3.3 Open Grid Service Architecture . . . 3.4 Open Grid Services Infrastructure . 3.5 Cules son los objetivos de OGSA? 3.5.1 Arquitectura: . . . . . . . . .

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NDICE GENERAL

v

3.6 3.7

Qu plataformas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conclusin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67 73

Bibliografa ndice de Materias

75 77

ndice de Figuras1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Origen y Desarrollo del Grid Computing. . . . . . . . . . . . . Aplicaciones de la Computacin en Grid. . . . . . . . . . . . . Caractersticas de un Grid Computacional. . . . . . . . . . . . Arquitectura del Grid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arquitectura Actual de los Sistemas de Informacin. . . . . . . Arquitectura Grig Computing para Sistemas de Informacin. Los Recursos Virtuales y Organizaciones Virtuales Para boracin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Balanceo de Recursos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Co+abidad en los Sistemas de Grid. . . . . . . . . . . . . Administracin en los Sistemas de Grid. . . . . . . . . . Almacenamiento en el Grid. . . . . . . . . . . . . . . . . Trabajos y Aplicaciones del Grid. . . . . . . . . . . . . . Un Grid ms Simple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Un Intergrid ms Complejo. . . . . . . . . . . . . . . . . Cola. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 7 10 13 13 20 22 23 24 27 30 34 34 61 63 64 66 66 68 69 71 72

3.1 La Arquitectura de OGSA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 La Estructura de OGSA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Componentes de OGSI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 El OGSI y Web service. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 El OGSI y el Hosting de Web service. . . . . . . . . . . . . 3.6 La Estructura de la Arquitectura de servicio de OGSA. . . 3.7 Servicio de ncleo de Grid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8 Ejecucin de Programas de Grid y Data Service. . . . . . . 3.9 La Ejecucin de Programas de Grid y Data Service Hosting.

vii

Captulo 1

Introduccin1.1 Concepto de Grid Computing

El concepto principal de Grid Computing es el de compartir potencia computacional [13]. Desde el momento en el que los primeros ordenadores comenzaron a conectarse a Internet, surgi la idea de unir la potencia inutilizada de cada uno para abordar problemas a los que slo podan enfrentarse las supercomputadoras pertenecientes a organizaciones gubernamentales, universidades o grandes multinacionales. La tecnologa que hace esto posible se llama Grid Computing (malla de ordenadores) y se basa en el aprovechamiento de los ciclos de procesamiento no utilizados por los millones de ordenadores conectados a la Red. De esta forma se consigue que puedan resolver tareas que son demasiado intensivas para ser resueltas por una nica mquina.

1.1.1

Bene%cios que Ofrece el Grid Computing

Los principales bene+cios son: Ofrecer Lexibilidad para llenar las necesidades cambiantes del negocio. Brindar alta calidad a menor costo. 1

2

CAPTULO 1. INTRODUCCIN

Facilitar el pronto retorno de las inversiones. No necesitar de toda una nueva infraestructura para que funcione. Facilitar poder de computacin / precio muy barato. Brindar el poder de un supercomputador. Utilizar software gratuito y usar cdigo fuente abierto. No precisar hardware adicional, para posibilitar el incremento de la potencia de cmputo. Brindar transparencia para el usuario que participa en el Grid.

1.2

Introduccin a Grid Computing

La idea del Grid est enfocada fundamentalmente en el acceso remoto a recursos computacionales y pretende ser un paradigma de desarrollo no centrado en una tecnologa concreta [9]. La evolucin de grid computing se reLeja en el avance de la estandarizacin de esta tecnologa (el estndar de Globus Project es el estndar de facto) donde se encuentra de+nida la arquitectura del grid, los niveles de acceso, los requisitos, los servicios, etc. El grid computing se enmarca dentro de la tecnologa de computacin distribuida englobando conceptos como sistemas operativos distribuidos, programacin multiprocesador, redes de ordenadores, computacin paralela, redes de computadoras, seguridad, bases de datos, etc. De alguna manera el concepto de grid computing da una unidad conceptual a estos problemas de manera que todos ellos puedan verse desde una perspectiva grid. El Grid Computing es ms que una idea ambiciosa, ya que no slo se trata de compartir ciclos de CPU para realizar clculos complejos sino que se busca la creacin de una infraestructura distribuida. Esta ardua tarea involucra labores de de+nicin de la arquitectura general, de interconexin de diferentes redes, de de+nicin de estndares, de desarroll