61.Мета-комп’ютинг та концепція Grid.

Термін «мета-комп’ютинг» виник разом з розвитком високошвидкісної мережної інфраструктури на початку 90-х років і застосовувався до об'єднання декількох різнорідних обчислювальних ресурсів у локальній мережі організації для рішення одного завдання. Основна мета побудови мета-комп'ютера в той час полягала в оптимальному розподілі частин роботи на обчислювальних системах різної архітектури й різної потужності. Наприклад, попередня обробка даних і генерація таблиць для розрахунку могли вироблятися на користувацькій робочій станції, основне моделювання на векторно-конвеєрному суперкомп'ютері, рішення більших систем лінійних рівнянь - на масивно-паралельній системі, а візуалізація результатів - на спеціальній графічній станції.

Надалі, дослідження в області технологій мета-комп’ютингу були розвинені в напрямку однорідного доступу до обчислювальних великого числа ресурсів (аж до декількох тисяч) комп'ютерів у локальній або глобальній мережі. Компонентами "мета-комп'ютера" можуть бути як найпростіші ПК, так і потужні масивно-паралельні системи. Що важливо, мета-комп'ютер може не мати постійної конфігурації - окремі компоненти можуть включатися в його конфігурацію або відключатися; при цьому технології мета-комп’ютингу забезпечують безперервне функціонування системи в цілому. Сучасні дослідницькі проекти в цій області спрямовані на забезпечення прозорого доступу користувачів через Інтернет до необхідних розподілених обчислювальних ресурсів, а також прозорого підключення обчислювальних систем, які простоюють, до мета-комп'ютерів.

Очевидно, що щонайкраще для рішення на мета-комп'ютерах підходять завдання перебірного й пошукового типу, де обчислювальні вузли практично не взаємодіють один з одним і основну частину роботи виконують в автономному режимі. Основна схема роботи в цьому випадку приблизно така: спеціальний агент, розташований на обчислювальному вузлі (комп'ютері користувача), визначає факт простою цього комп'ютера, з'єднується з керуючим вузлом мета-комп'ютера й одержує від нього чергову порцію роботи (область у просторі перебору). По закінченні розрахунку по даній порції даних обчислювальний вузол передає назад звіт про фактично пророблений перебір або сигнал про досягнення мети пошуку.

Найбільш відомі проекти по мета-комп’ютингу й розподіленим обчисленням в Інтернет: Distributed.net, GIMPS - Great Internet Mersenne Prime Search, SETI@home,TERRA ONE, Globus, The Metacomputing Project, PACX-MPI,Condor.

Концепція GRID.Мережа Інтернет дає унікальні можливості, якщо розглядати її як найбільший комп’ютер в світі. Ні яка обчислювальна система не зрівняється по продуктивності та об’єму пам’яті з усіма ресурсами комп’ютерів, підключених до Інтернет.

Одним з шляхів об’єднання цих ресурсів сьогодні є GRID інфраструктура.

GRID є технологією забезпечення гнучкого, безпечного та скоординованого загального доступу до ресурсів. При цьому слово «ресурс» розуміється в широкому розумінні, тобто ресурсом може бути апаратура, а також системне та прикладне ПО.

У термінології GRID сукупність людей та організацій, які вирішують ту чи іншу загальну задачу та пропонують один одному свої ресурси, має назву – віртуальна організація. Наприклад, віртуальною організацією може бути сукупність усіх людей, які беруть участь у будь-якій науковій діяльності. Віртуальні організації можуть відрізнятися по складу, масштабу, часу існування, роду діяльності, цілям, відношенням між учасниками. Склад віртуальних організацій може динамічно змінюватися. Є два основних крітерія, які виділяють GRID-системи серед інших систем, що забезпечують розподілений доступ до ресурсів.

GRID - система координує розрізнені ресурси. Ресурси не мають загального центру управління, а GRID-система займається координацією їх використання, наприклад, балансування навантаження. Тому проста система управління ресурсами кластера не є системою GRID, тому що здійснюється централізоване управління усіма вузлами даного кластера, маючи до них повний доступ. GRID-системи мають лише обмежений доступ до ресурсів, які залежать від політики того адміністративного домену, в якій цей ресурс знаходиться.

GRID - система будується на базі стандартних та відкритих протоколів, сервісів та інтерфейсів. Не маючи стандартних протоколів, неможливо легко та швидко підключати нові ресурси до GRID -системи, розробляти нові види сервісів.

Додамо ще декілька властивостей, якими взагалі володіє GRID-система: – гнучкість: можливість забезпечення розподіленого доступу до будь-яких ресурсів;  – масштабування: працездатність GRID-системи при значному збільшенні чи зменшенні її складу;  – гнучка й потужна підсистема безпеки: стійкість до атак зловмисників, забезпечення конфіденційності;  – можливість контролю над ресурсами: використання локальних та глобальних політик і квот;  – гарантії якості обслуговування;  – можливість одночасної, скоординованої роботи з декількома ресурсами.

Хоча сама технологія GRID не прив’язана до визначених ресурсів, найбільш часто реалізації GRID-систем забезпечують роботу з наступними типами ресурсів:  – обчислювальні ресурси – окремі комп’ютери та кластери; – сховища даних – диски та дискові масиви, стрічки, системи масового сховища даних;  – мережні ресурси;  – програмне забезпечення – будь-яке спеціалізоване ПО.

Відмітимо різницю між технологією GRID та реалізаціями GRID-систем. Технологія GRID включає в себе лише найбільш загальні та універсальні аспекти, однакові для будь-якої системи (архітектура, протоколи, інтерфейси, сервіси). Використовуючи цю технологію та заповнюючи її конкретним змістом, можливо реалізувати ту чи іншу GRID-систему, направлену задля рішення того чи іншого класу прикладних задач.

У рамках конкретної GRID-системи, звичайно, можливо організувати паралельні обчислення з використанням існуючих технологій (PVM, MPI), так як GRID-систему можливо розглядати як деякий метакомп’ютер, маючий велику кількість обчислювальних вузлів. Однак технологія GRID не є технологією паралельних обчислень, в її задачі входить лише координація використання ресурсів.