Грід обчислення
Зміст
Що таке грід-обчислення?
Грід обчислення — це географічно розподілена інфраструктура, яка об'єднує множину різних типів, доступ до яких користувач може отримати з будь-якої точки, незалажено від місця їх розміщення.
Тобто, грід є об’єднанням комп’ютерів, які зазвичай належать різним власникам і географічно розподілені, але користувачі можуть розділяти доступ до цих об’єднаних ресурсів. Прикладами можуть бути е-інфраструктури EGEE ( Enabling Grids for E-sciencE) в Європі і OSG (Open Science Grid) в США.
Історія створення грід
Термін «грід-обчислення» з'явився на початку 1990-х років, як метафора, що демонструє можливість простого доступу до обчислювальних ресурсів як і до електричної мережі (англ. Power grid) у збірнику під редакцією Яна Фостера і Карла Кессельмана "The Grid: Blueprint for a new computing infrastructure ".
Ідеї грід-системи були зібрані і об'єднані Іеном Фостером, Карлом Кессельманом і Стівом Тікі, яких часто називають батьками грід-технології. Вони почали створення набору інструментів для грід-комп'ютингу Globus Toolkit, який включає не тільки інструменти менеджменту обчислень, але й інструменти управління ресурсами зберігання даних, забезпечення безпеки доступу до даних і до самого грід, моніторингу використання і пересування даних, а також інструментарій для розробки додаткових грід-сервісів.
Переваги та недоліки грід-систем
Комп'ютери в грід-системі можуть бути поєднані єдиною архітектурою або працювати на базі відкритої системи, що сполучаються одна з одною через Інтернет. Тому, вони можуть працювати на однаковій операційній системі (однорідні системи) або на різних операційних системах (гетерогенні системи).
Мережі, побудовані за допомогою мережі загального призначення програмних бібліотек ("проміжне програмне забезпечення"), дають комп'ютерам можливість запуску процесу чи ряду програм на всій мережі машин. Без нього комунікації в рамках всієї системи було б неможливими.
Також потрібна, принаймні, одна машина, що називається "контрольниим вузлом", який визначає пріоритети і графіки завдання по всій мережі. Вона визначає, які ресурси будуть доступні для кожного завдання і контролює системи, щоб переконатися, що система не є перевантаженою.
Переваги
- Економить гроші – комп'ютери можна придбати окремо як апаратні засоби, але всі вони в поєднанні забезпечують бізнес усією функціональністю суперкомп'ютера, без необхідності того, щоб нести високі витрати на фінансування спеціальних апаратних пристроїв і програмного забезпечення.
- Збільшує ефективність – наявні ресурси максимальні і той факт, що користувачі можуть запускати паралельні операції, економить час. Вирішує проблеми – системи розподілених обчислень забезпечують підприємствам швидкий шлях з низьким енергоспоживанням до складних рішень.
Недоліки
- Потрібне унікальне програмне забезпечення – програмування, зазвичай, має бути унікальним для кожного проекту, для якого система розподілених обчислень використовується.
- Комп'ютери можуть виключатись – це пов'язано з тим, що є обмежений контроль над усім обладнанням. Користувач може вимкнути комп’ютер в довільний момент часу або призупинити участь у колективному обчислювальному процесі за необхідності вивільнення процесорного часу для власних
потреб. Це обумовлює інколи необхідність обробки однакових даних на різних комп’ютерах мережі одночасно.
- Не кожен вузол працює на тій же швидкості – не всі процесори на місцях локального зберігання даних мають достатньо високошвидкісне з'єднання.
- Необхідність заохочувати користувачів приймати участь у спільному проєкті. Таким заохоченням є або включення у співавтори власника комп’ютера, де буде досягнуто результат, абогрошові призи.
- Існує небезпека створення "вірусної" обчислювальної мережі, де програмні додатки будуть встановлені на комп’ютери жертв без їх відома. А за умов великих процесорних потужностей та постійного підключення до мережі Інтернет, факт виконання стороннього обчислювального процесу може довго залишатись непоміченим звичайним користувачем.
Порівняння грід і хмари
Грід в Україні
UGRID — проект створення національної української мережі Грід та інтеграції її у загальноєвропейську, підготовлений Національним технічним університетом «Київський політехнічний інститут».
Національна Грід-програма КМ України. Основні виконавці — Міністерство освіти та науки України і Національна академія наук.
Грід-платформа (2004 р.) Інституту теоретичної фізики та Обчислювального центру Київського національного університету ім. Т. Г. Шевченка.
ІТФ розроблено Грід-проект для НАН України.
У лабораторії Грід-технологій ІТФ створено перший Грід-сегмент НАН України (об'єднує кластери ІТФ, ІКБГІ, ІМБГ, ГАО, КНУ, ІК, ІКД). Системним інтегратором по впровадженню більшості обчислювальних кластерів Грід-сегменту виступила компанія Юстар.
Грід-кластери (обчислювальний кластер, який є перспективним для включення у Грід-мережу) створені у:
- Харківському фізико-технічному інституті
- Національному технічному університеті «Київський політехнічний інститут»
- Інституті теоретичної фізики НАН України (ІТФ)
- Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова НАН України (ІФН)
- Київському національному університеті ім. Т. Г. Шевченка (КНУ)
- Державна установа «Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України» (ІХБГ)
- Інституті молекулярної біології і генетики НАН України (ІМБГ)
- Головній астрономічній обсерваторії (ГАО)
- Інституті фізики конденсованих систем (ІФКС)
- Інституті кібернетики НАН України (ІК)
- Інституті космічних досліджень (ІКД)
Ще у восьми академічних інститутах Києва, Харкова і Дніпропетровська створюються Ґрід-кластери.
Вже існуючі українські Грід-сегменти і Грід-кластери інтегруються у загальноєвропейську систему. Грід-співпраця вже існує через ЦЕРН (Женева), в рамках AliEn-grid, AstroGrid-D. І це коло розширюється.
З розвитком українського Грід-сегменту очікується якісний і кількісний стрибок у розвитку українського Інтернету.
