اسلاید 1 - Pasargad Realm
Download
Report
Transcript اسلاید 1 - Pasargad Realm
موضوع:
Grid computing
پردازش موازی
چکیده :در زمانهاي قديم رسم بر اين بود كه براي آب آوردن
خانمها يك كوزه روي سرشان مي گذاشتند بعد تا چشمه مي
رفتند و آب مي آوردند سيستمي بعدها اجرا شد كه ديگر نيازي
به اين كار نبود لوله كش ي آب (و اين سيستم كاري مي كردكه آب
خودش به خانه هاي مردم مي آمد).
يا مثال ديگري در اين مورد مي توان گفت ،در قديم هر كس در
خانه خود يك شمع داشت و از نور آن استفاده مي گرد بدون
اينكه اين شمع مورد استفاده شخص ديگري قرار گيرد يعني همه
استفاده از آن شخص ي بود ولي بعدها با سيم كش ي برق اين
سيستم به صورت يك سيستم توزيع شده در آمد كه برق را به
خانه هاي افراد توزيع مي كرد.
تعریف کلی از Grid
گريد يك سيستمي به وجود مي آورد كه همه بتوانند توسط
كامپيوتر شخص ي خود از هر منبع موجود در دنيا استفاده
كنند در هر كجا كه باشند يعني محدوديت مكاني نداشته
باشند.
مقدمه:
پردازش موازی تکنولوژی جدیدی است که توجه بسیاری از
فعاالن عرصه کامپیوتر و ارتباطات را به خود جلب کرده
است .حدود 33سال از به وجود آمدن اینترنت میگذرد و از
سال 1989كه وب پدید آمد ،بیشتر مردم از آن استفاده
میكنند و به صورت بخش ی از زندگی ایشان در آمده امروزه
تقریبا تمامی شركتها و سازمانهای بزرگ ،برای تبادل
اطالعات و فرستادن ایمیل بهمشتریان خود از اینترنت
استفاده میكنند.
اختیار
پرسش این است كه آیا بهراستی امكاناتی كه اینترنت د ر
در فرستادن ایمیل و داشتن وب سایت
ما قر ار میدهد ،فقط
خالصه میشود؟ آیا اینترنت امكان استفاده از منابع
نیز به ما میدهد؟پس
دیگر را
ی سیستمهای
سختافزار
ی خواهدآمد؟
ازاینترنت چه ابزاریا بستر
تاریخچه:
از سا ا ا ا ااا 1996گریا ا ا ا اادها ارریایا ا ا ا ااا بسا ا ا ا اایار سا ا ا ا اار ی را میا ا ا ا ااان
دانشكدهها ،مراكز آموزشایی ،صانعتی و دویتای باه منااور ایجااد
قابلیا اات باا اایم شا اایكه ای ا اات پ ا ا وهش و روسا ااعه ،امكا ااان
آزمودن محصوال فیبری و روررها و ایجاد سرو سهای دید
شا اایكه و نا اارر افزارها ااای مراا ااوع با ااه اینترنا اات اسا ااتاندارد فعلا اای
فراهم كردهاند.
یکای از روشا ای رقرییاا دیاد و پاار یرفادار اقتصااد داناان کاه بعااد
از 11سپتامبر 2002رو ه بیشتری را به خاود لاک کارد روز اع
کردن فعاییتها بود و ایگوی ایان مساهله نیاز از فعاییتهاای گرویای
و رخصص گرا ی انسانها نشا میگرفت
در واقااع م ااوی دیاادی ب ااه نااار روز ااع ش ااد ی ( )distributedدر
براب ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا اار سیس ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااتم ای س ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا اانتی ک ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااه ب ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااه ص ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااور
مرکزی ( )Centralizedپیاده سازی می شدند به و ود آماده
اس اات .بع ااد از م اادتی ب ااالوه با اار ش اارکتهای رج اااری ش اارکتهای با ااز رگ
سااازنده رلنویااو ی م اال UN,Oracle,IBMرصاامیم گرفتنااد
کااه از خاصاایت روز ااع شااد ی محاساایا در رلنویااو ی نیااز اساتفاده
کننا ا ا ا ا ا ا ا ااد کا ا ا ا ا ا ا ا ااه میا ا ا ا ا ا ا ا ا ا محاسا ا ا ا ا ا ا ا اایا شا ا ا ا ا ا ا ا اایله ای درها ا ا ا ا ا ا ا اام
(Computing
)Gridبا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااه و ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااود آما ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااد .
در اصطالح نرر افزار Gridنوعی از سیستم ای پردازش موازی
در واقع فاکتور قدر اینگونه
روار با روز ع شد ی می باشد که
سیستم ا ایجاد روان باالی محاسیاتی از منابع کم ( سخت
ی) می باشد .با رو ه به اینله سیستم ای
ی یا نرر افزار
افزار
ُ
ز
نیز ازندهای ( )Nodeرو ع شده تشلیل شده اند
Grid
مملن است با سیستم ای ( Clusterخوشه ای ) اشتیاه
شوند.
از مله م ای ای پیاده سازی gridازموارد زیرمی روان نار برد:
-1پرو ه N1شرکت Sunکه ابزاری است برای ساده سازی
ی ()Data Center
بملیا ITدر یک پایگاه داده ای مرکز
-2نسخه دید مش ورررین بانک ایالباتی دنیا به نار
g10 Oracleکه رف gبیانگر gridاست و بیان می کند
پایه رلنویو ی این بانک ایالباتی براساس grid
Computingاست.
-3درااره فن آوری رایانش مشیک ( Grid Computing
)Technology
در شاخه های مختلف بلور ،رجار و
امروزه از پردازش موازی
....استفاده می شود .برای م ا از کارارد های این فن آوری
در محاسیا ،DNA
نوین می روان به کارارد های وسیع آن
محاسیا فیزیک کوانتومی ،کارارد های وسیع نجومی (فضا ی)،
ل مسائل سنگین رایانشیی و غیره اشاره نمود.
Grid computingو قابلیت های آن
نمایشگر مخصوص
براساس آن با دانلود كردن یك محافظ
میروانیم بهكامپیوررهای شخصیی خود ا ازه دهیم كه وقتی
از آن استفاده نمیكنیم ،به شیكه انی متصل شوند و
به سیستمهای بزرگ رحقیقاتی ا ازه دهند از منابع آزاد و
در واقع
بالاستفاده سیستم ما استفاده نمایند .این سیستم
مجموبه ای ازنرر افزارها ،سخت افزارها و ریانهای
ایالعرسانی است كه به كار ار امكان استفاده كامل و همزمان
سایر منابع از قییل سخت افز ار
از بانك ای ایالباتی پراكنده و
و نرر افز ار را میدهد.
در واقع از منابع كامپیوررهای متصل بهشیكه استفاده
Gridها
میكنند و میروانند با استفاده از برآیند نیروی این منابع،
بسیار پیچیده را بهرا تی انجار دهند .آنها این ك ار را
محاسیا
با قطعه قطعه كردن این بملیا
هر قطعه
و سپردن
در شیكه انجار میدهند .به بنوان م ا وقتی شما
ی
بهكامپیورر
از كامپیوررران برای مدتی استفاده نمیكنید و كامپیور ر شما به
نمایشگر یا Screensaver
اصطالح بهوضعیت محافظ
كامپیورر شما هیچ استفادهای نمیشود.
شگر
میرود ،از پرداز
داكثر روانا یهای
اما با استفاده از شیكههای Gridمیروان از
كامپیورر قر ار داد كه
در
پردازشگرها استفاده نمود و برنامهای را
وقتی از سیستم استفادهای نمیشود ،این برنامه بتواند از نیروی
بالاستفاده دستگاه بهره بگیرد و قسمتی از محاسیا
بزرگ
در واقع بهشما ا ازه میدهد با
بملیاتی را انجار دهد Grid .
استفاده از منابع سیستمهای متصل به شیكه وایجاد یك منیع
بزرگ ازسرو سها
و امكانا این سیستمهای ،مركزی بزرگ و قدررمند به و ود آ وریام
كاه رواناا ی انجااردادن بملیاا بساایار پیچیادهای را داشاته باشاد كااه
ی ا ااك سیس ا ااتم ب ا اهرجها ی نمیروان ا ااد انج ا ااار ده ا ااد .ب ا اهنحوی ك ا ااه از دی ا ااد
استفادهكنند ان این سیستمهای بازرگ ،ایان بملیاا رجهاا از یریا
ی ا ااك سیس ا ااتم انج ا ااار میش ا ااودGrid Computing .در قیق ا اات
نساال دیاادی از شاایكههای روز ااع یافتااه اساات و هماننااد اینترن ات ب اه
ك ا ا اااراران خ ا ا ااود ا ا ا ااازه میده ا ا ااد فایله ا ا ااا را ب ا ا ااه اش ا ا ااترا بگ ارن ا ا ااد.
برای رفع مسائل و مشلال سیستم ای یلپارچه به همراه منابع
پراکنده Grid Computing ،یک تعاد بین مزایای مدیریت
منابع در دید کلی ازیک سو و کنتر هر یک از منابع بطور انعطاف
پ یراز سوی دیگر ،برقرار می کند .که این منابع مدیریت شده
در Computing Gridبیاررند از:
* زیرساخت :مجموبه ای از سخت افزارها و نرر افزا رها که
محیطی را
ت ذخیره داده ها و ا رای برنامه ها فراهم
می
کنند.
* برنامه های کاراردی :که منط و رایان فرآیندهای خاص
مؤسسا را تعریف می کنند.
* ایالبا :مفاهیم اصلی در مدیریت.
اصول هسته : Grid Computing
دو اص ا اال در هس ا ااته Computing
Gridآن ا ارا ب ا ااه ی ا ااور
منحص ا ا ا اارافردی از دیگ ا ا ا اار روش ا ا ا ا ای Computingازقیی ا ا ا اال
،Mainframe
Client/Serverی ا ااا چن ا ااد الی ا ااه ای
( )Multi-tierمتمایز می سازد :مجازی سازی و رأمین
ی:
مجازی ساز
با مجازی سازی ،منابع خاص (مانند رایانه ها ،دیسل ا ا راء
نرر افزاری و منابع ایالباتی) به بنوان منابع درهم آمیخته و
مشترک
ت دسترسیی مصرف کنند ان ( از قییل افراد و
نار گرفته می
در
ی) بطور انتزاعی
برنامه های نرر افزار
ی یعنی شلستن ارصاالتی که بسختی بین
ی ساز
شود.مجاز
ارائه کننده و مصرف کننده (مشتری) منابع برقر ار شده است
و م یا ساختن منابع برای سرو س دیی به نیازهای خاص ،
بدون اینله مشتری نگران چگونگی انجار آن باشد.
رامین:
ی
ی ساز
ی از یری الیه مجا ز
رأمین یعنی اینله ،وقتی مشتر
در پشت پرده ،آن منیع
نیاز به منیع خاصیی دارد ،
ی
ت انجار درخواست،شناسا ی شده واه مشتر
رخصیص
داده
شود.رأمین بعنوان بخشیی از
GridComputingبه این معنی است که سیستم
در
نیاز مشتری را برآورده سازد
تعیین می کند چگونه
در کل ،به صور بهینه انجار ش ود.
اییله بملیا
انواع :Grid
سه نوع اصلی این پدیده ركنویو یك بیاررند از:
ایف -گریدهای ایالباتی
ب -گریدهای وینده منابع
پ -گریدهای محاسیاتی
ی ایالبا
كار ذخیرهساز
گریدهای ایالباتی یا Data Grid
وسپس ارائه آن به كاراران رابع ده دارند.كاراران این
سیستمها بدون آ ایی از موقعیت غرافیا ی و مكانی این
ایالبا ،قابلیت دسترسیی به آن را دارند.
فرض كنید دو دانشگاه در دو سوی دنیا روی یك مطلک
بلمی مشتر رحقی میكنند .هر یك از آنها ایالبا
خاص خود را ذخیره و قابلیت دسترسیی یكدیگر را به برخی
ازاین ایالبا (نه رمامیآن) فراهم میكنند ..این
دانشگاهها میروانند از یك Data Gridاستفاده و
ایالبا خود را با ضریک امنیتی باال ی با هم بهاشترا
بگ ارند.
در این نوع گرید دستگاههای متصل بهسیستم نیاز
بهقدر زیاد ندارند و فقط مسهو به اشترا گ اشتن
ایالبا هستند.
اما گرید های محاسیاتی یا Computational Gridاز
آن
ا كه
نیاز زیادی به قدر
پردازندهها دارند ،باید از
بسیار با ال استفاده كنند .سیستمهای
ماشینها ی با قدر
ی از
نیز نوع دیگر
وینده منابع یا Scavenging Grid
گرید است كه به صور مداور بهدنیا ظرفیتها ،منابع آزاد و
چرخه پردازنده ) (CPU Cycleكامپیوررهای متصل به
گرید است را از این منابع با كسک ا ازه قیلی صا یان این
كامپیوررهای شخصیی ،استفاده بهینه كند.
نگاهی به اجزای تشكیل دهنده : Grid Computing
(1
(2
(3
(4
(5
(6
رابط كارار
ا زای امنیت
مدیریت كنتر كارسیستم )(worklod management
زمانبند ()Scheduler
مدیریت ایالبا ()Data Management
مدیریت منابع ()Resource management
در این قسمت بهصور
هر یك از این ا زا
در مورد
مختصر
روضیح داده میشود .دسترسیی به ایالبا در Gridاهمیت
شایانی دارد و رابط كار ار یا User Interfaceاین
در
دار است .رابط كار ار میرواند یا
مسهوییت م م را ب ده
در
برنامهای كه كار ار از آن مستقیما استفاده میكند یا
مدیر سیستم
ابزارهای مدیریتی Gridكه مورد استفاده
است ،نقش ایفا كند .همانطور كه شما برای استفاده از برق
ق متصل میكنید و الزر
پریز بر
فقط وسیله برقی خود را به
نیست از مكان منیع یا منابع اصلی این قدر ایالعی داشته
نیز ایزاما نیاید از
باشید ،استفاده كننده سیستم Grid
پیچید یهای داخل این سیستمها مطلع باشد.
رگر وب
دیگر اینكه ،شما از مرو
ما
ت استفاده از اینترنت
استفاده میكنید؛ بدو ن اینكه از مكان سرو ر وب سایت ایالعی
داشته باشید و رجها با وارد كردن آدرس سایت موردنار ،وب
نیز
رگر نمایش داده میشود .اینترفیس Grid
در مرو
سایت آن
نیز از
رگر باشد .یعنی استفادهكننده Grid
باید مانند مرو
پیچید یهای این سیستم ایالباتی ندارد و فقط با ورود یك
امتر ورودی ،یك خروجی دریافت میكند.
پار
سیستمهای Girdازدیداستفادهکنندگان
كامپیوررها در Gridبه شیكه متصلند .این
سیستمها همچنین میروانند اوی ایالبا
بسیار م م و ساسیی باشند .در نتیجه امنیت را
میروان یكی از م مررین ا زا ی این سیستمها
دانست كه خود اوی ا زای فرعی است .
Grid Infrastructure) GSI
) Securityساختار زیر بنا ی امنیت Grid
است كه مسهوییت امنیت در محیط را برب ده
دارد.
Girdدر- GSI
اسا ااتفاده كننا ااده از یا ااك سیسا ااتم Gridبایا ااد از منا ااابع مو ا ااود و
قاباال دسااترس در سیسااتم ایااالع داشااته باشااد .ماادیریت كنتاار كااار
سیساتم یاا Workload Managementمیرواناد ایان كاار
را با اه را ت اای انجا ااار ده ااد .درخواسا اتكننده سا اارو س میروان ااد با ااا
ارریاااع بااا ایاان قساامت از منااابع آزاد سیسااتم ،ظرفیاات هاار منیااع و
موقعی ا اات آنه ا ااا ای ا ااالع اص ا اال نمای ا ااد .در سیس ا ااتمهای ، Grid
زمانی كه یك استفاده كنناده شناساا ی شاد و برناماه ماوردنار آن
كااارار ا ارا گردیااد ،بااا رو ااه بااه نااوع نرراف ازار و پارامترهااای ورودی
ك ا ااارار ،سیس ا ااتم Gridبا ا اهدنیا من ا ااابع آزاد مو ا ااود در ش ا اایكه
م یگ ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااردد.
ایا ا ا ا ا اان وظیفا ا ا ا ا ااه اغلا ا ا ا ا ااک ب ا ا ا ا ا اه ب ا ا ا ا ا ااده Brokerها ا ا ا ا ااا اسا ا ا ا ا اات .و
)Monitoring and Discovery Service) MDS
كااه بهسیسااتم ایااالع میدهنااد كاادار منیااع یااا منااابع قادرنااد منااابع
خود را در اختیار بگ ارند.
بسیار اهمیت
در سیستمهای Grid
دیگر از ا زا ی كه
یكی
در این سیستمها از آن
دارد ،زمانبند یا Schedulerاست .
هر
كامپیورر مشخصیی بهب ده بگیرد و
ی را
هر كار
ا ی كه باید
در اختیار Gridقر ار دهد ،سیستم
كامپیورر باید مد زمانی را
بسیار ساده باشد،
نیاز به یك زمانبند دارد .این زمانبند میرواند
اكثر زمانبندها باید بتوانند كارها را اویویتبندی كنند و
اما
سیستم را كنتر نمایند.
موقعیتزمانبندهادرGrid
اازء دیگاار Gridهااا ،ماادیریت ایالبااا ایاان سیسااتمها اساات كااه
وظیف ااه ذخیرهس ااازی ایالب ااا را در سیس ااتم ب ااه ب ااده دارد .ای ان
بخااش وظیفااه محافااات از ایالبااا و اباه ا ی ایاان ایالبااا در
رمامیدسااتگاههای متصاال بااه Gridرا ب اادهدار اساات .اب اه ا ی
و انتقا ااا ایالبا ااا كا ااار بسا اایار مشا ااكلی اسا اات و ایالبا ااا بایا ااد از
كانالی مطمئن منتقل شود.
Girdدر- GASS
دیگر بخشهای م م ،Gridبخش مدیریت منابع است كه به
از
)Manager
)GRAMش ر
Allocation
Resource
Grid
هر دستگاه را
دارد .این بخش وظایف
مشخص میكند و باب هماهنگی دستگاههای متصل به شیكه
در انجاردادن امور محویه است.
بخش مدیریت منابع درGrid
پروژه های Grid Computing
اگر بدانید که Googleبا گریدی
شاید برایتان ایک باشد
کامپیورر شخصیی به مرا عه کنند ان خود
معاد 15000
سرو س میدهد! این یک نمونه بار ز بملی شدن پرو ه
دیگر از قدررمندررین
Grid Computingاست .یكی
ابزار
ابزارهای ایجاد ،كنتر و مدیریت سیستمهای گرید ،
Globusاست .این پرو ه كه از سا 2003بصور بملی
در آمد اصل رالش مشتر محققان و برنامهنو سان گرید
اسر دنیاست .امنیت ،مدیریت منابع و مدیریت دقی
در سر
ایالبا از مله خدما اصلی این ابز ار است.
Gridاز دید برنامه نویسان
از دید برنامهنو سان Grid ،از سازمانهای مجاازیای تشاكیل شاده اسات
كه از پروركلهای مخصوصایی بارای ارریااع باا هام اساتفاده میكنناد .ایان
پروركله ا ا ااا ب ا ا ااه اس ا ا ااتفادهكنند ان Gridو برناما ا ا اهها ا ا ا ااازه میدهن ا ا ااد
سا اارو سهای خا ااود را در محیطا اای كنتا اار شا ااده و اما اان ا ا ارا كننا ااد .ایا اان
سااازمانهای مجااازی میرواننااد یااك كااامپیورر شخصاایی ،ساارور قدررمناد یااا
كامپیوررهااای متصاال ب ا ه شاایكه باشااند
كااه از آن ااا كااه پروركاال
یكس ا ا ا ااانی دارن ا ا ا ااد ،میروانن ا ا ا ااد ب ا ا ا ااا ه ا ا ا اام متص ا ا ا اال باش ا ا ا ااند و از من ا ا ا ااابع
یكدیگراس ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااتفاده نماین ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ا ااد.
گا ا ااروه
ا ا ااانی Gridبا ا ااا ارائ ا ا ااه معما ا اااری ب ا ا اااز سا ا اارو سهای Gridی ا ا ااا
)Open Grid Services Architecture) OGSAو
ما ااع آوری اسا ااتانداردهای با اااز ،ماننا ااد زاا ااان تعریا ااف سا اارو سهای وب
یااا )Web Services Description Language
)WSDLروانسته است استانداردی آسان و در بین ا دقی ب ارای
سیسااتمهای Gridتعریااف كنااد .از آن گ شااته OGSA ،از رجرایااا
باه دساات آمااده از پرو ههااای بزر ای ماننااد Globusنیااز بهرهمنااد اساات.
شكل 7ساختار معماری این استاندارد را نشان میدهد.
ساختار معماری باز سرو س هایGrid
استانداردهای باز و پروركلهای این معماری راه رویید سرو سها را
نشان میدهند .این سرو سها قلک Gridهستند و در واقع
به استفادهكننده ا ازه میدهند با Gridكار كند.
این سرو سها بیاررند از:
سرو س درخواستهای پردازنده مركزی سرو س مدیریت كنتر كار سیستم و sessionها سرو س ستو وی ایالبا سرو س تعیین پهنای باند شیكه -سرو س مدیریت ایالبا
نمای آینده
با ورود فن آوری دید Gridیا اینترنت 2به برصه ارریایا ،
اینترنت دیگر وسیله ای نخواهد بود كه صرفا به كار ارسا ایمیل و
یا داشتن وب سایت خالصه بیاید.
این پدیده با برخورداری از بهترین و سر ع ررین امكانا
ستو و ،
سربت بسیار باال و داشتن امكانا قوی برای هر نوع رحقی بلمی
ایگزین به
اینترنت در پنج سا آینده خواهد بود.
منابع
www.gridcomputing.com
http://www.gridcomputingplanet.com
www-128.ibm.com/developerworks
http://www-03.ibm.com
http://www.oracle.com
http://www.gridcomputing.com
http://de.wikipedia.org