50. Концепція Grid.
Grid — це тип паралельно розподіленої системи, яка дозволяє розділення, вибір та накопичення географічно розподілених «автономних» ресурсів в реальному часі в залежності від їх придатності, можливості, роботи, ціни та вимогам якості-обслуговування користувачів.
Ґрід – технологія сумісного використання обчислювальних потужностей та сховищ даних, універсальна програмно-апаратна інфраструктура, що об’єднує розрізнені комп’ютери у єдину територіально-розподілену інформаційно-обчислювальну систему.
Ґрід мережі (англ. Grid computing) — нова модель обчислень, яка пропонує можливості виконувати складніші обчислення шляхом використання багатьох комп'ютерів під'єднаних до мережі які моделюють архітектуру віртуального комп'ютера, здатного розподіляти задачі виконання процеса в паралельній інфраструктурі. Ґріди використовують ресурси багатьох окремих комп'ютерів з'єднаних комп'ютерною мережею (як правило, Інтернет), для розв'язання обчислювальних проблем великого маштабу. Ґріди надають можливість виконувати обчислення з великими об'ємами даних, шляхом їх розділення на менші частини, або можливості виконувати набагато більше паралельних обчислень, ніж це можливо на окремому комп'ютері шляхом розділення задач між процесами. На сьогоднішній день, розміщення ресурсів в Ґрід виконується відповідно до SLA (угод на рівні послуг).
Сегодня все чаще при организации вычислений применяется разделение работ, данных и процессорных мощностей, а также иные режимы взаимодействия, предусматривающие использование распределенных ресурсов. Такой подход предъявляет новые требования к разработке и развертыванию распределенных приложений. Необходимы новые концепции, способные обеспечить доступ к приложениям и совместное использование ресурсов распределенных глобальных сетей, и в то же время поддерживающие общую логику обеспечения безопасности, эффективное управление распределенными ресурсами, координированное восстановление после сбоев, выявление проблем и иные ключевые параметры.
Работа в этом направлении привела к появлению концепции Grid, ставшей популярной при организации научных и технических вычислений. Технологии и инфраструктуры Grid поддерживают совместное и скоординированное использование разнородных ресурсов в динамических, распределенных виртуальных организациях, позволяя из географически рассредоточенных компонентов, применяемых в разных организациях с различными правилами работы создавать виртуальные вычислительные системы, способные совместно поддерживать требуемый уровень обслуживания.
В частности, свободно распространяемый инструментарий Globus Toolkit стал фактическим стандартом конструирования Grid-систем. На его основе созданы самые разные проекты: от систем обеспечения работы научных групп, которым требуется удаленный доступ к специализированными экспериментальным лабораториям, например, Network for Earthquake Engineering Simulation (NEESgrid, www.neesgrid.org), до систем распределенной аналитической обработки больших объемов информации, таких как Grid Physics Network, EU DataGrid Project (www.griphyn.org) и Particle Physics Data Grid (www.ppdg.net).
Эволюция технологии Grid привела к возникновению архитектуры Open Grid Services Architecture. В ней Grid-система предоставляет обширный набор служб, которые виртуальные организации могут объединять различными способами. Архитектура OGSA, созданная на концепциях и технологиях, разработанных специалистами в области Grid и Web-служб, определяет единообразную семантику предоставления служб, стандартные механизмы для создания, именования и обнаружения экземпляров Grid-служб, обеспечивает прозрачность местонахождения и связывание различных протоколов и поддерживает интеграцию с базовыми механизмами нижележащих платформ.
Разработка технических спецификаций OGSA ведется в рамках форума Global Grid Forum, разрабатывающего стандарты для Grid-сообщества и в качестве свободно распространяемой эталонной реализации предлагающего Globus Project. Инструментарий Globus Toolkit на базе OGSA и коммерческие продукты в этой архитектуре появились в конце 2002 года.
WWW изначально создавалась как технология совместных научных исследований, а позже была адаптирована к задачам электронного бизнеса. Аналогичная судьба ожидает и Grid. Программные инструменты для совместного использования научных ресурсов, ставшие стимулом для разработки первых Grid-сред, предусматривают объединение опыта за счет совместной визуализации больших наборов научных данных, а также объединения вычислительных ресурсов и ресурсов хранения для анализа данных, которые требуют больших объемов расчетов и серьезной функциональности. Предполагается, что подобные механизмы будут играть все более важную роль и в бизнес среде, сначала для научных и инженерных задач, а затем и для организации распределенных вычислений в коммерческих приложениях.
Однако самая важная роль концепции Grid в коммерческих вычислениях состоит не в том, чтобы увеличить производительность саму по себе, а в том, чтобы предложить решения новых задач, связанных с созданием надежных, масштабируемых и защищенных распределенных систем. Эти задачи возникают в связи с явной тенденцией к декомпозиции и распределению по сети ранее монолитных, централизованных служб.
Виртуализация Grid-служб позволяет легко отображать общее семантическое поведение служб на оригинальные механизмы платформы. Такая виртуализация становится проще, если выразить функции службы в стандартной форме, чтобы любые реализации службы вызывались одинаковым образом. Для этой цели выбран WSDL, язык описания Web-служб. WSDL проводит различие между определением интерфейсов служб и связываниями протоколов, используемых для вызова служб; один интерфейс может иметь несколько вариантов связываний, в том числе и распределенные протоколы (такие, как HTTP), и локальные связывания (например, средства межпроцессного взаимодействия, предусмотренные локальной ОС).
Возможность виртуализировать и комбинировать службы зависит не только от определения стандартных интерфейсов; необходима также стандартная семантика для взаимодействия служб, например, единые механизмы обнаружения свойств служб. С этой точки зрения, OGSA определяет Grid-службу как Web-службу, предоставляющую множество специфицированных интерфейсов и поддерживающую специфицированные соглашения. Интерфейсы касаются вопросов, связанных с обнаружением службы, ее динамическим созданием, управлением жизненным циклом, уведомлением и управляемостью; соглашения касаются также именования и модернизируемости. Grid-службы охватывают вопросы авторизации и контроля одновременного использования. Этот базовый набор согласованных интерфейсов, на основе которого реализуются все службы, поддерживает создание иерархических служб более высокого порядка, которые могут одинаковым образом восприниматься на всех уровнях абстракции.
Каждую Grid-службу определяет набор интерфейсов, сконфигурированный как WSDL portType (рис. 11).
Служба должна поддерживать интерфейс GridService; кроме того, OGSA определяет множество других интерфейсов для уведомления и создания экземпляров. Конечно, пользователи также определяют произвольные, ориентированные на конкретное приложение интерфейсы. serviceType (элемент расширения WSDL) определяют множество типов port-Type, которое поддерживает службы Grid вместе с некоторой дополнительной информацией, касающейся отслеживания версий.
Рис. 11. Grid-служба OCSA.