đặt vấn đề hiệu năng lên hàng đầu mà chủ yếu tập trung vào việc làm sao phân bổ hiệu quả các nguồn tài nguyên. Và tất nhiên khi đã đạt được mục tiêu đó. thì tính toán lưới cũng mang lại hiệu năng rất cao, thậm chí hơn nhiều lần các siêu máy tính. hiện có và điều đó chủ yếu là do quy mô cực kỳ rộng lớn của nó.
Cuối cùng cũng cần phải nói rằng tính toán lưới không phải là chìa khóa vạn năng dùng để giải quyết mọi vấn đề. Nó được dùng để bổ trợ chứ không phải là thay thế hoàn toàn các công nghệ tính toán hiện tại. Các công nghệ tính toán đã tồn tại cũng đã giải quyết từng phần các yêu cầu của tính toán lưới đặt ra (các yêu cầu về chia sẻ tài nguyên phân tán) tuy nhiên tính toán lưới hiện nay chính thức giải quyết các vấn đề đó một cách tập trung và bài bản hơn với một ngữ cảnh rộng hơn rất nhiều. Các tổ chức tham gia vào quá trình phát triển của tính toán lưới Các tổ chức tham gia vào quá trình phát triển của tính toán lưới có thể chia ra làm bốn nhóm lớn sau: 1.
Các tổ chức phát triển các chuẩn cho lưới. Đại diện cho nhóm này là diễn đàn lưới toàn cầu (GGF - Global Grid Forum) và các tổ chức chuẩn hóa quốc té khéc nhu OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards), W3C (World Wide Web Consortium), IETF (the Internet Engineering - Task Force) va DMTF (the Distributed Management Task Force). Hién nay một trong những hoạt động chính của GGF là phát triển chuẩn dịch vụ lưới OGSA. High Performance Computing Center - HUT 19 Báo cáo đề tài nhánh nghiên cứu về Grid Computing = ——- —————— Corporote foolkirs Ce) OU Le] Custom Middleware {Sun Grd Engng.
| Tool kits and middleware solution providers (Cebus, CGS NEL Net Standards Organizations (Ae i TM 3 CA EEL. SOAR MED OGSA COG Ut, =, CORBA Hình 1-3: Phân loại các tỗ chức 1. Các tổ chức phát triển các bộ công cụ, framework và các middleware. Bao gồm nhiều trường đại học, các viện nghiên cứu.
Các tổ chức này đã cho ra đời rất nhiều các bộ công cụ phát triển lưới như Legion, Condor, Nimrod, Unicore, Globus. mi Hình 1-4: Một số tỗ chức tiêu biéu 1. Các tổ chức xây dựng và sử dụng các giải pháp lưới. Có thể kể ra một số lưới tiêu biểu trên thế giới như Nasa Information Power Grid cua Nasa, ™ c1 it RECON vu.
Science Grid của bộ quốc phòng Mỹ, dự án EuroGrid của liên minh châu Âu với nhiều lưới con nhw Bio Grid, Metro Grid, Computer-Aided Engineering (CAE) Grid, High Performance Center (HPC) Research Grid, Terra Grid cua NSF. Các tổ chức đưa công nghệ lưới vào các sản phẩm thương mai. Trong nhóm này có nhiêu đại gia trong ngành công nghiệp máy tính như IBM, SUÚN, HP,. Các hãng này đưa ra nhiều giải pháp khác nhau dựa trên nền công nghệ tính toán lưới.
Hiện nay trên thế giới đã có sự phân biệt giữa công nghệ tính toán lưới mang tính hàn lâm và công nghệ tính toán lưới trong doanh nghiệp. Một số bộ công cụ phát triển lưới chính hiện nay Hiện nay trên thế giới có nhiều bộ công cụ phát triển hỗ trợ việc xây dựng lưới ở nhiều mức độ khác nhau. Tiêu biểu là: 1. Globus Toolkit Globus la mét du án nghiên cứu gồm nhiều tổ chức tham gia với mục tiêu ban đầu là tạo cơ sở hạ tầng và các dịch vụ cắp cao cho một lưới tính toán tuy nhiên hiện nay nó đã mở rộng High Performance Computing Center - HUT 20 Báo cáo đề tài nhánh nghiên cứu về Grid Computing = _ — _ —— phạm vi thành cơ sở hạ tầng cho phép chia sẻ nhiéu loai tai nguyén da dang.
Globus Toolkit là bộ phần mềm nguồn mở bao gồm các dịch vụ và các thư viện hỗ trợ cho việc quản lý, khai phá tài nguyên. Ngoài ra, bộ phần mềm này còn hỗ trợ hệ thống quản lý tệp và dịch vụ bảo mật. Cho đến nay, đây là bộ công cụ mạnh nhất và được sử dụng rộng rãi nhất để thiết kế và cài đặt các ứng dụng lưới. Điểm ưu việt là Globus Toolkit hỗ trợ hoàn toàn các giao thức OGSA và OGSI.
Đồng thời, mô hình lập trình mà Globus Toolkit đưa ra là mô hình hướng dịch vụ. Globus Toolkit đã phát triển sang đến phiên bản 4.0, tuy nhiên, hiện nay phiên bản 3.2 là ỗn định nhát và đang được ứng dụng rộng rãi hơn cả. Trong hệ thống tính toán lưới mà Trung tâm tính toán hiệu năng cao đại học Bách Khoa Hà Nội triển khai là phiên bản 3. - Kiến trúc Globus Toolkit 3.2 GT3 hỗ trợ các tác vụ sau: chứng thực một lằn, chứng thực và chứng quyền, đệ trình công việc, quản lý, tìm kiếm và cấp phát tài nguyên và truyền dữ liệu.
Ngoài ra, GT3 còn cung cấp các AP! (Application Programming Interface) và bộ công cụ phát triển hệ thống (SDK - System Development Kit). Ba chtvc năng chính của bộ công cụ GT3 được ví dụ ba kim tự tháp, được xây dựng trên cơ sở hạ tầng bảo mật (GSI - Grid Security Infrastructure). Quản lý tài nguyên: thực hiện các công việc sau bao gồm cấp phát tài nguyên, đệ trình công việc để thực hiện công việc từ xa và nhận kết quả trả về. Cuối cùng là quản lý trạng thái công việc và tiến trình.
Các dịch vụ thông tin: cung cấp các hỗ trợ cho việc thu nhập thông tin trong lưới và truy vấn các thông tin này, dựa trên giao thức LDAP (Lightweight Directory Access Protocol). Quản lý dữ liệu: hỗ trợ việc truyền tệp giữa các máy trong lưới và quản lý việc truyền tệp. Dịch vụ thông tin: cung cấp đầy đủ thông tin liên quan đến các tài nguyên lưới (số lượng nút tài nguyên, tình trạng tài nguyên.) cũng như các thông tin về các dịch vụ mà lưới cung cấp. High Performance Computing Center - HUT 21 Báo cáo đề tài nhánh nghiên cứu về Grid Computing TT ~pAieatone Users Ceganzabons Hình 1-5: Ba kim tự tháp trong Globus Toolkit 3.2 Mặc dù ba kim tự tháp nói trên chưa phải đã đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu để có thể xây dựng một dịch vụ lưới.
Nhưng đó là những thành phần cơ bản, từ đó hỗ trợ cho người thiết ké ứng dụng có thể triển khai ứng dụng trên lưới. - Các dịch vụ hỗ trợ bởi Globus Toolkit 3.2 Tầng kết nói GT3.2 hỗ trợ dịch vụ bảo mật GSI (Grid Security Infrastructure). Đây là một trong những dịch vụ cơ bản đảm bảo sự tồn tại của lưới. GSI hỗ trợ các yêu cầu khắt khe về bảo mật trong lưới như cơ chế đăng nhập một lần (single sign on), cơ chế uỷ quyền (delegation), chứng thuc da phuong (mutual authorization).
Ngoài ra, GT3.2 còn tích hợp một dịch vụ truyền thông bảo mat la GridF TP. Giao thtrc truyén thông GridFTP là sự mở rộng của giao thức FTP và được GT3.2 hỗ trợ dưới dạng dịch vụ. Các dịch vụ ở tầng trên có thể sử dụng giao thức này đẻ thực hiện các tác vụ truyền dữ liệu an toàn, độ tin cậy cao. Tầng tài nguyên GRIP (Grid Resource Information Protocol) dùng để định nghĩa giao thức về các thông tin tài nguyên chuẩn và các dạng thông tin liên quan.
Ngoài ra còn có giao thức đăng kí tài nguyên trạng thái mềm GRRP (Grid Resource Registration Protocol) để đăng kí tài nguyên với các GIIS (Grid Index Information Servers). Giao thức GRAM (Grid Resource Access and Management) ding dé cap phát các tài nguyên tính toán và quản lí việc thực thi trên các tài nguyên. Giao thức LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) để truy cập thông tin thư mục. Ngoài ra, Globus Toolkit còn định nghĩa các AP! phía khách (client) của C, Java cho các giao High Performance Computing Center - HUT b9 Ne Bao cao dé tài nhánh nghiên cứu về Grid Computing ======ễ- thức trên.
Các API phía chủ (server) cũng được cung cấp để tạo thuận tiện cho việc tích hợp các nguồn tài nguyên khác nhau vào trong lưới. Ví dụ như GRIS (Grid Resource Information Service) thực thi các hàm LDAP phía chủ để hiễn thị các thông tin tài nguyên chuyên dụng theo yêu cầu. GSS (Generic Security Services) là dịch vụ để xác định, chuyển giao và phân tích các giấy uỷ quyền cho phép thay thế các dịch vụ bảo mật ở tầng két nói. Tầng kết hợp Ngoài các dịch vụ trên Globus Toolkit hỗ trợ dịch vụ GIIS chuyên hiển thị các thông tin về tài nguyên xác định thông qua giao thức thông tin LOAP, GRIS để lấy trạng thái tài nguyên và GRRP để đăng kí tài nguyên.
Bên cạnh đó còn có dịch vụ nhân bản dữ liệu và quản lí việc nhân bản dữ liệu trong môi trường lưới (Replication). Các thư việc DUROC (Updated Request Online Coallocator) cung cấp nhiều API đảm bảo cho việc động cáp phát các tài nguyên. Globus High-Level Services GRAM MDS Globus GT3 Core te ly Di Hình 1-6: Các dịch vụ cơ bản của GT Globus dug thiết kế theo kiến trúc phân tằng với tầng dưới cùng chính là các dịch vụ Web. Tầng tiếp theo là các dich vụ lõi và tầng trên cùng là các dịch vụ cấp cao cung cấp các chức năng sử dụng cho người dùng.
Có thể thấy xuyên suốt kiến trúc của GT là các cơ ché bảo mật cũng dựa trên nền tảng bảo mật của dịch vụ Web. Legion Legion là một dự án phát triên middleware cho lưới do đại hoc Virginia phat triên. Bộ công cụ Legion tookit được phát hành làn đầu tiên vào năm 1997. Đây là một bộ công cụ phát triển lưới hướng đối tượng.
Năm 1998 công ty Avaki được thành lập đưa bộ công cụ này vào sử dụng cho mục đích thương mại. Condor Condor là một công cụ hỗ trợ khả năng lưu trữ của các máy trạm phục vụ cho tác vụ tính toán. Condor phù hợp với các bài toán bao gồm các công việc không cần liên tác với nhau. Có thé xem Condor như là hệ thống quản lý tải chuyền dụng cho các công việc tính toán.
Giống như các hệ thống xử lý theo lô, Condor cung cấp cơ chế xếp hàng công việc, chính sách lập lịch, biểu đồ ưu tiên và quản lý tài nguyên. Phụ thuộc vào công việc do người sử High Performance Computing Center - HUT 23 Báo cáo đề tải nhánh nghiên cứu về Grid Computing dụng đệ trình là tuần tự hay song song, Condor đặt chúng vào hàng đợi, sau đó lựa chọn công việc để thực thi dựa voà chính sách ưu tiên, tình trạng công việc. và quản lý toàn bộ quá trình thực thí công việc. Condor được sử dụng để quản lý một cụm máy tính hay các nút tính toán được nhóm lại với nhau.
Ngoài ra, Condor còn có cơ chế tìm kiềm để đáp ứng giữa yêu cầu tài nguyên (công việc) và khả năng đáp ứng (máy tính).
