PDF de programación - Grid Computing

Universidad Nacional del Nordeste

Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura

Trabajo Final de Aplicación

Grid Computing

Verónica Vanessa Barrios - L.U.: 33.899

Prof. Coordinador: Agr. Castor Herrmann

Prof. Orientador: Mgter. David Luis la Red Martínez

Licenciatura en Sistemas de Información

Corrientes - Argentina

2006

A Mis Padres Por el Apoyo Incondicional y a La Luz Que
Ilumnina Mi Vida

Prefacio

En los últimos tiempos han habido importantes avances tecnológicos tanto
en las áreas de cómputo como en las de almacenamiento de datos; asimismo
los requerimientos de la administración y de los negocios en la sociedad de la
información y el conocimiento, hacen necesario y conveniente estudiar tecno-
logías que nos permitan obtener información útil del contenido de las bases de
datos, más allá de lo evidente, y mediante el uso de tecnologías y procedimien-
tos innovadores, tales como la utilización de recursos distribuidos en diferentes
entornos y localizaciones geográficas, lo que permite la optimización en el uso
de los mismos y la disminución de los costos.

Todo lo señalado precedentemente sería ficticio sino se dispusiera de las
tecnologías y metodologías que facilitaran el desarrollo de trabajos complejos.

Este trabajo se basa en el estudio del software de base que permite la
construcción de un mini-grid distribuido, incluyendo una aplicación Web y
Grid Services.

Contempla la obteción de información referente a los alumnos de la Fa-
cultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura, a efectos de brindar
utilidad a los usuarios pertenecientes en este caso a un sector de la facultad.

Objetivo

El ojetivo inicialmente fue la creación una aplicación utilitaria empleando
un software de Grid Computing para asistir a los usuarios en el análisis au-
tomático e inteligente de información, brindando de esta manera acceso a la
base de datos desde la Internet, en un entorno distribuido de computación en
grilla.

El cumplimiento del objetivo propuesto significó el pormenorizado estudio
del software de Grid Computing sobre el sistema operativo Linux, el desarrollo
de servicios web donde alojar a la aplicacion desarrollada, y la puesta en
marcha del servicio grid que diera soporte al servicio web antes mencionado.

Clasificación del Trabajo

Utilización de software de base que permite el desarrollo de aplicaciones
Web multiplataforma con acceso a bases de datos distribuidas, en un entorno
de servicios web y servicios grid.

Desarrollo de una aplicación Web para el apoyo y seguimiernto de datos de

vi

alumnos de la Facultad, permitiendo la interacción cliente-servidor mediante
una interfaz sencilla, operando desde la WWW, accediendo a un entorno de
Grid Computing.

Etapas de Desarrollo

• Se ha efectuado una amplia recopilación bibliográfica específica de los
temas pertinentes a la tarea planificada y a los productos de software
que se emplearon para la concreción del Trabajo Final.

• Se realizaron las traducciones de los manuales correspondientes a la he-
rramienta de Grid Computing Globus Toolkit, versión 4.0 para Linux.
• Como consecuencia de las gestiones realizadas por el Profesor Orienta-
dor ante IBM Argentina se han recibido materiales tanto en CD’s como
en libros de dicha empresa, en el marco del Scholars Program de la mis-
ma, destinado a Universidades de todo el mundo; se destacan por ser
necesarios para la realización del presente Trabajo Final los referentes
a productos de software tales como el WebSphere Studio Application
Developer versión 5.0 y 5.1.2, el cual incluye al Eclipse correspondiente.
• Se ha realizado un detallado estudio del entorno de trabajo Scientific
WorkPlace 2.5.0 para la escritura del libro correspondiente al informe
final.

• Se ha realizado un detallado estudio del software para el desarrollo de
la aplicación, es decir el estudio de la plataforma integrada de desarrollo
de aplicaciones Web, WebSphere Studio Application Developer, como
así también el estudio de la plataforma de Grid Computing empleada,
Globus Toolkit.

• Se ha realizado el desarrollo de la aplicación utilizando páginas HTML
y Servlets de Java en el marco de la herramienta WebSphere Studio
Application Developer en el entorno Linux, para su posterior migración
al entorno de web services y Grid Computing.

• Se ha realizado el correspondiente testeo de la aplicación con el sistema
operativo Linux SuSe 8.2., utilizando una máquina como servidor y otra
como cliente ingresando a la base de datos del servidor a través de un
navegador web en una LAN de prueba.

• Una vez finalizada la aplicación se realizó la grabación en DVD de todo
el material correspondiente al trabajo final: una versión de la aplicación,

vii

otra referente al libro en formato Latex y el PDF generado. También se
icluyó los instaladores de los productos utilizados para el desarrollo, es
decir WebSphere Studio Application Developer, Eclipse y componentes
relacionados, Globus Toolkit y MySQL.

Objetivos Logrados

Se han alcanzado plenamente la totalidad de los objetivos planteados para

el presente trabajo.

Organización del Informe Final

El informe final comprende un libro impreso y un DVD, además de un

resúmen y de un resúmen extendido.

El libro impreso está organizado en capítulos, los que se indican a conti-

nuación:

• Introducción (cuatro capítulos): presenta una visión general de los sis-
temas de Grid Computing, los estándares relacionados con los mismos
y la potencialidad de su empleo para resolver problemas complejos en
cuanto a la cantidad de almacenamiento y a la carga de procesamiento,
en entornos distribuidos.

• Web services y grid services: señala los principales conceptos referidos a
los servicios web, resaltando la diferencia entre los mismos y los servicios
grid.

• Software utilizado:

— Linux: indica los principales aspectos referidos a este S.O. y a sus

herramientas.

— WebSphere: presenta los principales aspectos de este entorno de

desarrollo de aplicaciones complejas.

— Servlets: resume los aspectos más destacados de estas facilidades.
— Java: describe las más destacadas características del lenguaje.

• Toolkit de Grid Computing: presenta los principales aspectos de la po-

tencialidad, la configuración y seguridad del mismo.

• Aplicación: detalla los aspectos más significativos de la aplicación des-

arrollada utilizando las facilidades antes mencionadas.

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• Conclusiones: presenta las conclusiones a las que se ha llegado al finalizar

el presente trabajo.

El DVD, adjunto al libro impreso, contiene lo siguiente:

• Instaladores del software utilizado.
• Resúmenes del trabajo realizado.
• Libro del informe final.
• Presentación para la defensa final.
• Copia de seguridad de la base de datos de la aplicación.
• Aplicación desarrollada.

Verónica Vanessa Barrios
Licenciatura en Sistemas de Información
Universidad Nacional del Nordeste
L.U.: 33899
Prof. Orientador: Mgter. David Luis La Red Martínez
Corrientes; 4 de Diciembre de 2006

Índice General

1 Introducción

1.1 Concepto de Grid Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Beneficios que Ofrece el Grid Computing . . . . . . . .
Introducción a Grid Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2
¿Qué es y Para Qué Sirve el Grid Computing?
. . . . . . . . .
1.3
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 Confiabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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 Planificación 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 . . . . . . . . . .