Grid - system - Polski Serwis Naukowy

Grid (ang. grid, w Polsce niekiedy mylnie nazywany siatką komputerową a poprawnie przetwarzaniem sieciowym) – system, który integruje i zarządza zasobami będącymi pod kontrolą różnych domen (od instytucji po system operacyjny) i połączonymi siecią komputerową, używa standardowych, otwartych protokołów i interfejsów ogólnego przeznaczenia (odkrywania i dostępu do zasobów, autoryzacji, uwierzytelniania) oraz dostarcza usług odpowiedniej jakości (QoS, oferuje usługi wyższego poziomu).

Heterogeniczność - jest to niejednorodność (zróżnicowanie). Może tyczyć się każdej dziedziny życia, natomiast w środowisku informatycznym oznacza zróżnicowaną wielkość struktur danych, różną funkcjonalność, różne modele danych, np.: sieć komputerowa, która zawiera serwery z zainstalowanymi różnymi systemami operacyjnymi.
Topologia (gr. tópos – miejsce, okolica; lógos – słowo, nauka) – jeden z najważniejszych kierunków w matematyce współczesnej. Obiektem jej badań są te własności figur geometrycznych i brył, które nie ulegają zmianie nawet po radykalnym zdeformowaniu tych figur (a więc np. położenie i sąsiedztwo). Własności takie nazywa się własnościami topologicznymi figury.

Celem technologii gridowej jest stworzenie prostego, lecz mimo to wielkiego i potężnego, wirtualnego komputera z ogromnej ilości połączonych, niejednorodnych systemów współdzielących różnego rodzaju zasoby. Wyłaniający się standard dla współdzielenia zasobów wraz z dostępnością większych szerokości pasm transmisyjnych stanowią szansę na duży ewolucyjny krok w obliczeniach gridowych. W sensie ogólnym "grid computing" oznacza przetwarzanie danych traktowane jako usługa użyteczności publicznej. Inaczej mówiąc, dla klienta nie jest ważne, gdzie są przechowywane jego dane ani który komputer wykonuje zlecenie. Natomiast koncepcja grid computing widziana od strony usługodawcy oznacza alokację zasobów, współużytkowanie informacji oraz konieczność zapewnienia wysokiej dostępności.

Radioteleskop – teleskop do obserwacji odległych obiektów astronomicznych z wykorzystaniem fal radiowych. W odróżnieniu od teleskopu optycznego, który pozwala na badanie wyłącznie światła docierającego do Ziemi, radioteleskop umożliwia odbiór szerszego zakresu sygnałów. Wiele obiektów astronomicznych przesłania pył, który jednak nie pochłania fal radiowych. Jednocześnie radioteleskopy mogą być łączone w większe układy, dzięki czemu ich czułość i rozdzielczość kątowa wzrasta. (Patrz też: EVN)
Domena internetowa – element adresu DNS wykorzystywanego do nazywania urządzeń w Internecie. Dla przykładu adres Wikipedii pl.wikipedia.org składa się z trzech nazw domenowych rozdzielonych kropkami.

Pojęcia tego jako pierwszy użył Ian Foster, profesor na Uniwersytecie w Chicago, naukowiec pracujący w ANL (ang. Argonne National Laboratory). Idea ta ciągle ewoluuje, znajdowane są nowe obszary jej potencjalnego zastosowania.

Grid jest rozwinięciem idei klastra poza tradycyjne granice domeny.

Pierwsze inicjatywy

Za pierwszy przejaw idei gridu uważa się inicjatywę SETI@home (ang. Search for Extra-Terrestrial Intelligence), mającą na celu przyspieszenie poszukiwań śladów życia we Wszechświecie. Dowolny posiadacz komputera mógł pobrać fragment danych (sygnałów odbieranych przez radioteleskopy) i przeprowadzać obliczenia w czasie wolnym od własnych obliczeń (wykorzystując wolne cykle CPU). To nowatorskie podejście do problemu pozwoliło na równoczesne wykorzystanie milionów komputerów rozproszonych po całym świecie. Udało się w ten sposób zidentyfikować potencjalnie interesujące fragmenty sygnału, które następnie poddawane są dalszym analizom.

Polityka bezpieczeństwa informacji (ang. information security policy) jest zbiorem spójnych, precyzyjnych reguł i procedur, według których dana organizacja buduje, zarządza oraz udostępnia zasoby i systemy informacyjne i informatyczne. Określa ona, które zasoby i w jaki sposób mają być chronione.
Krajowy Klaster Linuksowy (CLUSTERIX - ang. National CLUSTER of LInuX Systems) - rozproszony geograficznie system zbudowany w architekturze siatki, który dzięki zastosowaniu 802 64-bitowych procesorów Intel Itanium 2, krajowej sieci optycznej nowej generacji PIONIER oraz systemu operacyjnego Linux, jest jednym z najszybszych rozproszonych superkomputerów w Europie. Dostawcami sprzętu w projekcie są firmy: Optimus S.A., Hewlett-Packard i ATM S.A.

Zasoby

Zasoby gridu mogą być administrowane przez różne organizacje. Udostępnianie zasobów przebiega zgodnie z lokalną polityką zarządzania zasobami stosowaną w danej organizacji.

Zasoby posiadają przynajmniej niektóre z poniższych cech:

rozproszone geograficzne

heterogeniczne sprzętowo i programowo

dynamiczne (dostępność zmienna w czasie)

potencjalnie zawodne

posiadane i zarządzane przez różne organizacje

różne wymagania i polityki bezpieczeństwa

różne polityki zarządzania zasobami

połączone heterogeniczną siecią (różne warstwy, protokoły komunikacyjne, topologie)

Współdzielenie zasobów

Warstwę fizyczną środowiska gridowego stanowią połączone siecią zasoby sprzętowe wielu organizacji stanowiących VO, które wyrażą chęć współtworzenia takiej struktury.

Protokoły komunikacyjne to zbiór ścisłych reguł i kroków postępowania, które są automatycznie wykonywane przez urządzenia komunikacyjne w celu nawiązania łączności i wymiany danych. Dzięki temu, że połączenia z użyciem protokołów odbywają się całkowicie automatycznie, typowy użytkownik zwykle nie zdaje sobie sprawy z ich istnienia i nie musi o nich nic wiedzieć.
System operacyjny (ang. skrót OS Operating System) – oprogramowanie zarządzające sprzętem komputerowym, tworzące środowisko do uruchamiania i kontroli zadań użytkownika.

Ponad warstwą sprzętową musi istnieć warstwa programowa, która pozwoli na udostępnianie i współdzielenie zasobów oraz umożliwi rozliczanie członków VO z użycia zasobów (tzw. accounting).

Przezroczysty dostęp do zasobów

Użytkownik systemu gridowego nie musi wiedzieć:

skąd pobrane zostaną potrzebne mu dane,

na którym serwerze wykonają się jego obliczenia,

które dokładnie fragmenty infrastruktury będą zaangażowane w wykonanie jego zadania.

Cała infrastruktura sprzętowo-programowa, poza interfejsem dostępowym (np. portalem), powinna być przed użytkownikiem ukryta tak, aby mógł on w prosty sposób zlecić swoje zadanie i otrzymać wyniki.

OASIS, Organization for the Advancement of Structured Information Standards, to międzynarodowe konsorcjum o charakterze non-profit, zajmujące się rozwojem standardów e-biznesu, w tym także standardów sieciowych. Konsorcjum powstało w 1993 roku pod nazwą SGML Open, w celu promocji języka SGML, zmiana nazwy nastąpiła w 1998 roku, aby odzwierciedlić poszerzenie obszaru działań organizacji. W skład OASIS wchodzi ponad 5 tysięcy podmiotów z ponad 100 krajów, w tym ponad 600 organizacji.
Geografia – nauka przyrodnicza i społeczna zajmująca się badaniem powierzchni Ziemi (przestrzeni geograficznej), jej zróżnicowaniem przestrzennym pod względem przyrodniczym i społeczno-gospodarczym, a także powiązaniami pomiędzy środowiskiem przyrodniczym a działalnością społeczeństw ludzkich. Nazwa geografia (gr. Γεωγραφία) pochodzi od słów γῆ geos – "ziemia" i γράφω grapho – "piszę". Za twórcę terminu uważa się Eratostenesa z Cyreny. Ze względu na różnorodność przedmiotu geografii i urozmaiconej metodologii częste są dyskusje wokół jej definicji oraz zakresu badawczego; proponuje się używanie w miejsce dotychczasowej nazwy "geografia" terminu "nauki geograficzne".

Cechy charakterystyczne systemu gridowego

Kładzie nacisk na autonomię zasobu (pozwala na zachowanie lokalnej kontroli nad zasobami, lokalnych polityki dostępu). Zasoby nie są zarządzane centralnie, w przeciwnym razie jest to lokalny system zarządzania zasobami (np. SGE, LSF, PBS)

Zasobami gridu mogą być nie tylko komputery i sieci, także specjalistyczne urządzenia, zbiory danych.

Grid skupia się na użytkowniku, patrzy się nie tylko z punktu widzenia posiadacza zasobu, ale głównie z punktu widzenia użytkownika zlecającego zadanie do wykonania, aby zoptymalizować wykonanie aplikacji a nie użycie systemu.

Używa standardowych i otwartych protokołów, w przeciwnym razie mamy do czynienia z systemem dedykowanym, zamkniętym.

Dostarcza nietrywialnych usług (odpowiednie QoS), nie może wymagać od użytkownika specjalistycznej wiedzy i skomplikowanych procedur.

Usługi protokołu TCP Model usług protokołu TCP uwzględnia usługę zorientowaną na połączenie i usługę niezawodnego transferu danych. Gdy w roli protokołu transportowego aplikacja zastosuje protokół TCP, będą jej świadczone obie te usługi.
Internet Protocol (IP) – protokół komunikacyjny warstwy sieciowej modelu OSI (warstwy internet w modelu TCP/IP). Używany powszechnie w Internecie i sieciach lokalnych.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)