introdução à computação em grade porto alegre, maio/2006 centro nacional de supercomputação...

Introdução à Computação em GradeIntrodução à Computação em Grade

Porto Alegre, Maio/2006

Centro Nacional de Supercomputação

CESUP/RS

Realização:

Projeto GradeUFRGS

Material pertencente ao Projeto GradeUFRGS

Fornecer informações iniciais sobre:

• Conceitos de computação em grade e suas aplicabilidades;

• Infra-estrutura necessária para a computação em grade.

Introdução à Computação em Grade


OBJETIVOS

COMPETÊNCIAS

• Entender a analogia entre Energy Grid e Grid Computing;

• Identificar as diferenças entre grid e Internet;

• Entender o papel de cada item identificado como premissa básica em uma

grade computacional;

• Entender os passos para habilitar-se ao uso de uma grade computacional;

• Entender uma abstração de passos para execução de uma aplicação em

ambiente de grade computacional;

• Entender o conceito de grade computacional e sua aplicabilidade.

Energia sobdemanda Energia sobdemanda

VISÃO DO USUÁRIO

• desconhece detalhes técnicos sobre geração, transmissão e distribuição de energia;

• interesse em ter sua necessidade por energia elétrica atendida.

http://www.atainformatica.com.br/product_info.php?products_id=1818&PHPSESSID=6f268b5a1aec39378782d129e0b19940

• desconhece detalhes técnicos sobre geração, transmissão e distribuição de energia;

• interesse em ter sua necessidade por energia elétrica atendida.

Eletric GridEletric Grid

Energia sobdemanda Energia sobdemanda

VISÃO DO USUÁRIO

http://www.atainformatica.com.br/product_info.php?products_id=1818&PHPSESSID=6f268b5a1aec39378782d129e0b19940

Computaçãosob demanda Computaçãosob demanda • desconhece detalhes técnicos

sobre software, hardware, rede, gerenciamento de recursos;

• interesse em ter sua necessidade por computação atendida.

VISÃO DO USUÁRIO

http://www-03.ibm.com/servers/eserver/xseries/x260.html

ftp://ftp.necsam.com/HiRes/product/storage/s2800_rack.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Smartswitch6000.jpg

VISÃO DO USUÁRIO

• desconhece detalhes técnicos sobre software, hardware, rede, gerenciamento de recursos;

• interesse em ter sua necessidade por computação atendida.

Computaçãosob demanda Computaçãosob demanda

Grade ComputacionalGrade Computacional




Computação em Grade

Aplicabilidade


Aplicabilidade

Grid Computing

Infra-estrutura de:•Software;•Hardware;•Telecomunicações;•Definições administrativas.

Permitindo

Compartilhamento de recursos heterogêneos e geograficamente distribuídos de maneira coordenada.


Premissas Básicas de Construção.

Como




Como

Grid Computing

Usuário pertence a comunidade;Usuário treinamento básico;Usuário necessita de credenciais de acesso à grade;

Usuário acessa portal;Usuário utiliza grade submetendo job e obtendo informações.


Premissas Básicas de Utilização.

Visão do usuário

Premissas de Construção

+

Premissas de Utilização Sistema

único

Grid ComputingComputação

sob demanda Computaçãosob demanda

Visão do Usuário.

Como




São iguaisInternet? Grid?

Cluster?Internet? Grid?

Cluster?

Grid Computing

Internet

Grid e Cluster são diferentes plataformas para execução de aplicações paralelas.

Internet suporte para serviços como www, e-mail, ftp.

suporte para serviços como video-conferência, hdtv,

voIP e grade.gradeinternet

Cluster

Não, não são!




TelecomInfra-estrutura


TelecomInfra-estrutura

Conexões com elevadas taxas de transferência de dados.

TeraGridTeraGridTeraGridTeraGrid

• conexões com elevadas taxas de transferência.


Heterogeneidade de recursos computacionais - tanto local quanto distribuídos.


HardwareInfra-estrutura


HardwareInfra-estrutura

• conexões com elevadas taxas de transferência;• recursos computacionais heterogenêos.

Department Grid


Alta dispersão geográfica com diferentes níveis de agregação de recursos.


Organização Funcional

Infra-estrutura



Infra-estrutura


Department Grid

Campus Grid





Infra-estrutura



Infra-estrutura



Department Grid

Campus Grid


RegionalGrid



Infra-estrutura



Infra-estrutura


Regional Grid

NationalGrid

Department Grid

Campus Grid





Infra-estrutura



Infra-estrutura

National GridRegional Grid

Department Grid

Campus Grid

InternationalGrid





Infra-estrutura



Infra-estrutura

National GridRegional Grid

Department Grid

Campus Grid

International Grid

IntercontinentalGrid





Infra-estrutura



Infra-estrutura

• conexões com elevadas taxas de transferência;• recursos computacionais heterogenêos;• alta dispersão geográfica.

Normalmente, as VO são

formadas em função de

interesses comuns.VO EUA

VO Michigan

VO California


Grupo de instituições agregadas sob as mesmas políticas de compartilhamento de recursos.

VO = domínio administrativo


Organização Virtual

Infra-estrutura


Organização Virtual

Infra-estrutura

• conexões com elevadas taxas de transferência;• recursos computacionais heterogenêos;• alta dispersão geográfica;• múltiplos domínios administrativos (VO).

Recursos compartilhados entre VO´s: disco, processadores, memória, dados, aplicações, etc.

Aplicação do domínio EUA é

disparada na VO MICHIGAN

utilizando discos da VO

TEXAS, memória e

processadores das VO´s

MICHIGAN e CALTECH e

dados de todas as VO´s.VO EUA

VO Michigan

VO California



Recursos Compartilhados

Infra-estrutura


Recursos Compartilhados

Infra-estrutura

Aplicação do domínio EUA é

disparada na VO MICHIGAN

utilizando discos da VO

TEXAS, memória e

processadores das VO´s

MICHIGAN e CALTECH se

estas permitirem.

Controle é definido pela VO local através de definições administrativas (políticas de uso dos recursos).

• conexões com elevadas taxas de transferência;• recursos computacionais heterogenêos;• alta dispersão geográfica;• múltiplos domínios administrativos (VO);• compartilhamento de recursos.

Regras de utilização de recursos da VO. Define-se “O QUE”, “QUANDO”, “ONDE”, “QUEM”, “QUANTO”.

VO EUA

VO Michigan

VO California



Política de Uso

Infra-estrutura


Política de Uso

Infra-estrutura

• conexões com elevadas taxas de transferência;• recursos computacionais heterogenêos;• alta dispersão geográfica;• múltiplos domínios administrativos (VO);• compartilhamento de recursos;• políticas de uso de recursos.

+ =

Portal Middleware Grade

Recursos de software para construção, configuração e operação de um grid.


Software

Infra-estrutura


Software

Infra-estrutura




Acessado através de URL.

Requer senha de acesso.


Ponto de entrada do usuário na grade. “Esconde” do usuário aspectos técnicos computacionais.


Software - Portal

Infra-estrutura


Software - Portal

Infra-estrutura

Cadastro de recursos e usuários. Acessado através de URL;

Requer senha de acesso.




Software - Portal

Infra-estrutura


Software - Portal

Infra-estrutura

Cadastro de recursos e usuários.

Acessado através de URL;

Requer senha de acesso;Informações sobre

recursos e serviços disponíveis.




Software - Portal

Infra-estrutura


Software - Portal

Infra-estrutura

Disparo e monitoramento de jobs.

Informações sobre recursos.


Cadastro de recursos e usuários;

Acessado através de URL;

Requer senha de acesso;



Software - Portal

Infra-estrutura


Software - Portal

Infra-estrutura


Security Infrastructure; Information Management; Resource Management; Data Management.

Não é uma solução completa!Não é uma solução completa!

Globus Toolkit

Conjunto de serviços, ferramentas e aplicações voltadas para construção e utilização em ambiente grid.


Software - Middleware

Infra-estrutura



Infra-estrutura


Resource Management

Service

Data Management

Services

Security Infrastructure

Information Management

Serviços do Globus




Infra-estrutura



Infra-estrutura


Não é uma solução

completa!

Não é uma solução

completa!

Gerenciador de Fila de Jobs

Protocolos Sistema Operacional

SoluçõesComplementares




Infra-estrutura



Infra-estrutura

1 Contate o admin da VO.

2 Admin da VO solicita certificado digital do usuário.

?

OK AutoridadeCerficadora

OKIduser, senha,

3

Admin retorna id, senha e certificado digital do

usuário.

4 Usuário com direitos de acesso ao grid através do portal.

Passos para habilitar-se ao uso do grid.


Associando-seà Grade


Associando-seà Grade

http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://metrocomm.submarino.com.br/metrocomm/images/cover/735568.jpg&imgrefurl=http://metrocomm.submarino.com.br/metrocomm/metro_productdetails.asp%3FProdId%3D735568%26ProdTypeId%3D10&h=350&w=350&sz=19&tbnid=nEB-vrl8pvz-fM:&tbnh=116&tbnw=116&hl=pt-BR&start=125&prev=/images%3Fq%3Dmicrocomputador%26start%3D120%26svnum%3D10%26hl%3Dpt-BR%26lr%3D%26sa%3DN

http://www.globalmap.com/v_html/images/img_tenha.gif

http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.forumpcs.com.br/galeria/albums/userpics/16298/thumb_Certificado%2520Digital.jpg&imgrefurl=http://www.forumpcs.com.br/galeria/index.php%3Fcat%3D16298&h=54&w=100&sz=3&tbnid=C7S0wJYdHHw2FM:&tbnh=41&tbnw=77&hl=pt-BR&start=191&prev=/images%3Fq%3Dcertificado%2Bdigital%26start%3D180%26svnum%3D10%26hl%3Dpt-BR%26lr%3D%26sa%3DN

http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.forumpcs.com.br/galeria/albums/userpics/16298/thumb_Certificado%2520Digital.jpg&imgrefurl=http://www.forumpcs.com.br/galeria/index.php%3Fcat%3D16298&h=54&w=100&sz=3&tbnid=C7S0wJYdHHw2FM:&tbnh=41&tbnw=77&hl=pt-BR&start=191&prev=/images%3Fq%3Dcertificado%2Bdigital%26start%3D180%26svnum%3D10%26hl%3Dpt-BR%26lr%3D%26sa%3DN






1. Acesso ao portal, informando usuário e senha.

Certificado do usuário é verificado e uma credencial temporária é gerada

Portal

1


Executando Job


Executando Job


Portal

1 2

2. Usuário executa arquivo de configuração com os parâmetros de execução da aplicação desejada.

1. Acesso ao portal, informando usuário e senha.Computação em Grade

Executando Job


Executando Job


Portal

ResourceBroker

3

1 2

3. Solicitação de execução da aplicação é recebida por um módulo “Resource Broker”.

1. Acesso ao portal, informando usuário e senha;

2. Execução de arquivo de configuração da aplicação.Computação em Grade

Executando Job


Executando Job



Portal

Serviço de Informações

ResourceBroker

1 2

3

4

4. “Resource Broker” consulta serviços de informações sobre recursos computacionais disponíveis.


2. Execução de arquivo de configuração da aplicação;

3. Resource Broker recebe solicitação de execução.


Executando Job


Executando Job




http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.gobamba.com/gbv2/gbv2.2/img/lupa.gif&imgrefurl=http://www.gobamba.com/gbv2/gbv2.2/findit.asp&h=234&w=227&sz=10&tbnid=UVlDyncNqwfNmM:&tbnh=104&tbnw=100&hl=pt-BR&start=20&prev=/images%3Fq%3Dlupa%26svnum%3D10%26hl%3Dpt-BR%26lr%3D

Portal


ResourceBroker

1 2

3

4 5

5. Serviço obtém informações a respeito dos recursos computacionais do grid.



3. Resource Broker recebe solicitação de execução;

4. Resource Broker consulta informações.


Executando Job


Executando Job





http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.apt-storage.com/pic/rackmount/4700/rack-4700b-lefts.jpg&imgrefurl=http://www.apt-storage.com/server.htm&h=305&w=550&sz=41&tbnid=zGx6pZgAKDgF8M:&tbnh=72&tbnw=130&hl=pt-BR&start=319&prev=/images%3Fq%3Dstorage%26start%3D300%26svnum%3D10%26hl%3Dpt-BR%26lr%3D%26sa%3DN




http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://net.informatik.uni-stuttgart.de/hardware/cluster.jpg&imgrefurl=http://net.informatik.uni-stuttgart.de/hardware/&h=872&w=1152&sz=168&tbnid=FXERY3qEqNXVQM:&tbnh=113&tbnw=150&hl=pt-BR&start=47&prev=/images%3Fq%3Dcluster%26start%3D40%26svnum%3D10%26hl%3Dpt-BR%26lr%3D%26sa%3DN


Portal


ResourceBroker

1 2

3

4 5

6

6. “Resource Broker” dispara a aplicação nos recursos computacionais selecionados.




4. Resource Broker consulta informações;

5. Serviço de informações obtém dados sobre recursos.


Executando Job


Executando Job











7. Portal obtém informações sobre aplicações do usuário.

Portal


ResourceBroker




4. Resource Broker consulta informações;

5. Serviço de informações obtém dados sobre recursos;

6. Resource Broker dispara execução de aplicação.

1 2

3

4 5

6

7


Executando Job


Executando Job











“system that support parallel execution of applications in

distribuited heterogeneous resources, offering

consistent and inexpensive access to those resources

independently of physical location”

(Ian Foster).


Conceituando...


Conceituando...

BIBLIOGRAFIAIntrodução à Computação em Grade


introdução à computação em grade porto alegre, maio/2006 centro nacional de supercomputação...

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