Transcript Document
5. Грид - системы
1
1
Типы грид-систем с точки зрения
решаемых задач
Три направления развития грид-технологии:
1. Вычислительный Грид (Computational Grid)
2. Грид для интенсивной обработки
данных(Data Grid)
3. Семантический Грид для оперирования
данными из различных баз данных
(Semantic Grid).
2
5.1 Сравнение грид-технологий и
суперкомпьютеров
Если громоздкая задача, которую необходимо решить,
может быть разбита на большое количество
маленьких, независимых (не обменивающихся
никакими данными) частей, - грид-технология
оказывается особенно эффективным и относительно
дешевым решением.
Такие прикладные задачи иногда называют «bag-oftasks» - сумка/мешок задач: вычисления для каждой
выполняются независимо, а в конце пользователь или
программное обеспечение просто должны соединить
результаты индивидуальных вычислений.
3
Типичными примерами таких задач являются:
массовая обработка потоков экспериментальных
данных большого объема (зачастую изучаемое явление
можно разделить на отдельные независимые события и
экспериментальные результаты по каждому событию
обрабатывать независимо от других);
визуализация больших наборов данных (отдельные
области визуального представления обрабатываются
независимо, а потом «склеиваются»);
сложные бизнес-приложения с большими объемами
вычислений
4
Организация грид
доступ к вычислительным ресурсам, данным, устройствам,
измерительным инструментам должен быть простым, прозрачным,
удаленным, и безопасным;
доступ должен быть виртуальным (нужен доступ не к серверам, а
к сервисам, поставляющим данные или вычислительные ресурсы —
причем без необходимости знания аппаратной структуры,
обеспечивающей эти сервисы);
доступ должен осуществлять по требованию (с заданным
качеством), а ресурсы должны предоставляться тогда, когда в них
возникает нужда;
доступ должен быть распределенным, обеспечивая возможность
совместной коллективной работы виртуальных команд;
доступ должен быть устойчив к сбоям, а при выходе из строя
серверов приложения должны автоматически мигрировать на
резервные серверы;
доступ должен обеспечивать возможность работы в гетерогенной
среде – с различными платформами.
5
Три критерия того, что распределенная
система является гридом:
грид
- это такая система, которая координирует
использование ресурсов при отсутствии
централизованного управления этими ресурсами;
использует стандартные, открытые, универсальные
протоколы и интерфейсы;
обеспечивает высококачественное обслуживание, с
точки зрения таких, в частности, характеристик как
время отклика, пропускная способность, доступность и
надежность.
6
5.2 Архитектура Грид.
5.2.1 Компонента протоколов
Стеки протоколов грид-системы и сетевой модели OSI
7
5.2.2 Компонента сервисов
Сервисно-ориентированная архитектура
(SOA)
Наиболее предпочтительными подходами к
построению распределенных систем считаются:
сервисно-ориентированная архитектура (Service
Oriented Architecture, SOA),
технология веб-сервисов,
грид- стандарты (в первую очередь - Открытая
архитектура грид-сервисов (Open Grid Services
Architecture, OGSA)).
8
Взаимодействие сервисов в SOA-среде
(4) Ответ сервиса
9
Понятие слабой связи сервисов в SOA
Достоинствами слабой связи являются:
Гибкость: сервис может быть расположен на любом сервере,
а при необходимости перемещен.
Масштабируемость: функциональные возможности сервиса
могут быть расширены или сужены, поскольку при этом
описание сервиса динамически меняется и, соответственно,
изменяются и запросы.
Возможность модификации реализации: при условии, что
оригинальные интерфейсы сохраняются, реализация сервиса
может быть обновлена без сбоев в обслуживании клиентов.
Отказоустойчивость: Если возникают проблемы в работе
сервера, программного компонента или сегмента сети, или
сервис становится недоступным по любой другой причине,
клиенты могут сделать запрос к службе регистрации для
обнаружения другого сервиса, который предоставляет
требуемые услуги.
10
Понятие состояния сервисов и сервисы без состояний
1. Stateful service - сервис сохраняет в своей локальной памяти
некоторую информацию ("состояние") о первом шаге, предполагая
использовать ее, когда клиент входит с ним в контакт на следующем
шаге. В этом случае, сервис обладает состоянием (Stateful service ), и
клиент должен возвратиться к тому же самому сервису при
следующем шаге.
2. Stateless - сервисы без состояний. При многошаговой обработке
запросов:
- В конце каждого промежуточного шага сервис должен возвратить
клиенту достаточную информацию о состоянии, чтобы дать
возможность любому сервису с соответствующими свойствами
идентифицировать и продолжить обслуживание.
- Клиент должен передавать информацию о состоянии любому
сервису на следующем шаге обработки запроса.
- Выбранный сервис должен быть в состоянии принимать и
обрабатывать информацию о состоянии, поставляемую клиентом,
независимо от того обрабатывал ли он сам запрос на предыдущем
11
шаге, или это делал другой сервис.
Мношаговое взаимодействие клиента и сервисов
12
Веб – сервисы и SOA
SOA и веб-сервисы являются «ортогональными» понятиями:
-сервисная ориентация – это архитектурный стиль,
- веб-сервисы - технология выполнения.
Они взаимно независимы.
Принято считать , что SOA предназначена для распределенных
систем. Но она может использоваться и для одиночных компьютеров,
когда сервис соответствует индивидуальным процессам с четкими
интерфейсами, которые взаимодействуют по внутренним каналам
связи, или для кластера персональных компьютеров, где
они могли бы общаться посредством высокоскоростной локальной
сети.
Аналогично, веб-сервисы хорошо подходят в качестве
строительных блоков SOA-среды, но в их определении нет ничего, что
обязательно требует воплощение принципов SOA.
13
Веб-сервисы используют:
XML - язык разметки для того, чтобы обмениваться
структурированными данными;
SOAP – протокол, основанный на XML, для
спецификации содержания сообщений, служебной
«обертывающей» информации («конверт сообщения») и
информации , необходимой для правильной обработки
сообщений;
WSDL (Web Services Description Language - язык
описания веб-сервисов) – основанный на XML,
используемый для описания атрибутов, интерфейсов и
других свойств веб-сервис. Документ WSDL используется
потенциальным клиентом, чтобы узнать о сервисе и
способах обращения к нему.
Самым распространенным является SOAP поверх
протоколов HTTP или HTTPS.
14
5.2.3 Сервисно-ориентированный грид
15