PDF de programación - Grid Computing

Universidad Nacional del Nordeste

Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura

Monograría de Adscripción a Sistemas Operativos

Grid Computing

Verónica Vanessa Barrios

Licenciatura en Sistemas de Información

Corrientes - Argentina

2005

Índice General

1 Introducción

1.1 Concepto de Grid Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Bene+cios que Ofrece el Grid Computing . . . . . . . .
1.2 Introducción a Grid Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 ¿Qué es y Para Qué Sirve el Grid Computing?
. . . . . . . . .
1.4 ¿Qué es GLOBUS? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5 Arquitectura del Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6 Aplicaciones y Servicios en Grid . . . . . . . . . . . . . . . . .
Supercomputación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .

1.6.1
1.6.2 Proceso Intensivo de Datos

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 Administración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.10 Los Conceptos y Componentes del Grid . . . . . . . . . . . . .
2.10.1 Los Tipos de Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.10.2 Computación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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, y Po-
líticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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ÍNDICE GENERAL

2.10.7 Los Trabajos y las Aplicaciones

. . . . . . . . . . . . .
2.11 Scheduling, Reservación, y Barrido . . . . . . . . . . . . . . . .
2.12 Intragrid a Intergrid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.13 Construcción del Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.14 Plani+cación del despliegue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.14.1 Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.14.2 Organización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.15 Componentes del Software Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.15.1 Componentes de administración:
. . . . . . . . . . . . .
2.15.2 Software Servidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.15.3 Software de Sumisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.15.4 Administración del Grid Distribuido . . . . . . . . . . .
2.15.5 Schedulers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.15.6 Las Comunicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.16 Observación, Dirección, y Medición . . . . . . . . . . . . . . . .
2.17 Usar un Grid: Perspectivas de Usuario . . . . . . . . . . . . .
2.17.1 Conectar e instalar el software de Grid . . . . . . . . . .
2.18 Registrarse en el Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.19 Solicitar y Realizar Trabajos.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.20 Con+guración de Datos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.21 Monitoreo del Progreso y Recuperación . . . . . . . . . . . . .
2.22 Reservar recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.23 Usar un Grid: La Perspectiva de un Administrador . . . . . . .
2.23.1 Planeación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.23.2 Instalación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.24 Matriculación de Dirección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.25 Certi+cado de Autoridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.26 Administración de Recursos
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.27 Compartir Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.28 Usar un Grid:Una Perspectiva del Diseñador de la Aplicación .
2.29 El Presente y el Futuro del Grid . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.30 ¿Qué No Puede Hacer el Grid Computing?
. . . . . . . . . . .

3 Estándares 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
. . . . . . . . . . . . . . . .
¿Cuáles son los objetivos de OGSA? . . . . . . . . . . . . . . .
3.5
3.5.1 Arquitectura:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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ÍNDICE GENERAL

v

3.6 ¿Qué plataformas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7 Conclusión.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Bibliografía

Índice de Materias

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Índice de Figuras

1.1 Origen y Desarrollo del Grid Computing.
. . . . . . . . . . . .
1.2 Aplicaciones de la Computación en Grid.
. . . . . . . . . . . .
1.3 Características de un Grid Computacional.
. . . . . . . . . . .
1.4 Arquitectura del Grid.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5 Arquitectura Actual de los Sistemas de Información.
. . . . . .
1.6 Arquitectura “Grig Computing” para Sistemas de Información.

boración.

2.1 Los Recursos Virtuales y Organizaciones Virtuales Para Cola-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Balanceo de Recursos.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Co+abidad en los Sistemas de Grid. . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Administración en los Sistemas de Grid.
. . . . . . . . . . . . .
2.5 Almacenamiento en el Grid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6 Trabajos y Aplicaciones del Grid. . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.7 Un Grid más Simple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.8 Un Intergrid más Complejo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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 núcleo de Grid.
3.8 Ejecución de Programas de Grid y Data Service.
. . . . . . . .
3.9 La Ejecución de Programas de Grid y Data Service Hosting. . .

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vii

Capítulo 1

Introducción

1.1 Concepto de Grid Computing

El concepto principal de Grid Computing es el de compartir potencia compu-
tacional [13].

Desde el momento en el que los primeros ordenadores comenzaron a co-
nectarse a Internet, surgió la idea de unir la potencia inutilizada de cada uno
para abordar problemas a los que sólo podían enfrentarse las supercomputado-
ras pertenecientes a organizaciones gubernamentales, universidades o grandes
multinacionales.

La tecnología 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 única máquina.

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

CAPÍTULO 1.

INTRODUCCIÓN

Facilitar el pronto retorno de las inversiones.
No necesitar de toda una nueva infraestructura para que funcione.
Facilitar poder de computación / precio muy barato.
Brindar el poder de un supercomputador.
Utilizar software gratuito y usar código fuente abierto.
No precisar hardware adicional, para posibilitar el incremento de la po-

tencia de cómputo.

Brindar transparencia para el usuario que participa en el Grid.

1.2 Introducción a Grid Computing

La idea del Grid está enfocada fundamentalmente en el acceso remoto a recur-
sos computacionales y pretende ser un paradigma de desarrollo no centrado
en una tecnología concreta [9].

La evolución de grid computing se reLeja en el avance de la estandarización
de esta tecnología (el estándar de Globus Project es el estándar 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 tecnología de computación dis-
tribuida englobando conceptos como sistemas operativos distribuidos, progra-
mación multiprocesador, redes de ordenadores, computación 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 más que una idea ambiciosa, ya que no sólo se trata
de compartir ciclos de CPU para realizar cálculos complejos sino que se busca
la creación de una infraestructura distribuida. Esta ardua tarea involucra
labores de de+nición de la arquitectura general, de interconexión de diferentes
redes, de de+nición de estándares, de desarrollo de procedimientos para la
construcción de aplicaciones, etc. [11].

El Grid es una idea que promete revolucionar el mundo de la computación

y el cómo se desarrollan las aplicaciones actualmente [13].

1.2.

INTRODUCCIÓN