Báo cáo đồ án: Tìm hiểu công nghệ Grid computing và xây dựng tính toán lưới trên nền tảng Alchemi

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI Vién Toan Ung Dung va Tin Hoc # BAO CÁO DO AN Dé tai: Grid Computing va Xay Dung Tính Tốn Lưới Trên Nên Tảng Alchemi Giảng viên hướng dẫn : Th.s Đoàn Duy Trung Sinh viên thực : Hồ Sĩ Sơn Lop : toan tin 1-k54 Lời nói đầu Công nghệ Grid Computing đời đánh dấu bước phát triển Trong lĩnh vực điện toán hiệu cao Nó cho phép tận dụng lực xử lý, lưu trữ tài nguyên nhàn rỗi khác để cung cấp mơi trường tính tốn có lực xử lý lớn, khả lưu trữ dồi đề giải tốn phức tạp- khó giải với công nghệ hành giải với chi phi rat cao - khoa hoc, thuong mai Grid Computing giúp tận dụng tối đa tài nguyên, tăng cường hợp tác, giảm phí đầu tư cung cấp lực tính tốn mong muốn Hiện nay, đất nước ta thực cơng cơng nghiệp hố, đại hóa, việc rút ngắn tụt hậu, phát triển khoa học công nghệ yếu tố then chốt định đến thành công công đổi Song song với trình phát triển, ngày có nhiều tốn mới, địi hỏi lực xử lý lớn xuất khoa học, thương mại quản lý đất nước Các cơng nghệ tính tốn hành áp dụng triển khai rộng rãi để giải hết nhu cầu chi phí đầu tư lớn Việc nghiên cứu, áp dụng công nghệ Grid Computing giải pháp tốt để giải tình Hơn nữa, cơng nghệ Grid Computing cịn mẻ, giai đoạn hoàn thiện, việc tham gia nghiên cứu với cộng đồng giới giúp học hỏi kinh nghiệm, tiến tới làm chủ cong nghệ, từ có thê phát triển theo hướng riêng mình, đáp ứng nhu cầu tính tốn hiệu cao ngày tăng đất nước với tỉnh thần tham gia nghiên cứu, học hỏi công nghệ, đề tài Đồ án “Tìm hiểu cơng nghệ Grid computing xây dựng tính tốn lưới nên tảng Alchemi“ thực nhằm bước trình nghiên cứu, phát triển, ứng dụng Grid vào thực tế Đồ án nghiên cứu vấn đề chung cơng nghệ Grid Computing, xây dựng tính tốn lưới tảng Alchemi.tính tốn số tốn với Alchemi ,hiệu suất toán với Alchemi Hồ sĩ Sơn Trang Muc luc Chuong I - Tong quan Grid Computing L.1Dinh nghia cece cece e cence SH SH nh nh kh 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Tài nguyên Grid Computing 1.4 Lợi ích ứng dụng c-cscc S2 Sa Chương II - Kiến trúc thành phần grid computing 2.1 Kiến trúc Girid -555cccccccrrrrrH.2222 re 2.1.1 Tầng FabriC c2 11 1111111211111111222552221 5525522322 2.1.2 Tầng ConnectiVify - - ¿+ + s12 122222 122521211 111111122 2.1.3.Tầng ReSOUTCe .-.- 222222222222 111111 111111111 xy 2.1.4 Tầng Colective 2.1.5 Tầng Application 2.2,Thành phần c Q C111 1111111111111 1111222111 1128222 2x se 2.2.1 Phan chia theo mơ hình chức 2.2.2.các thành phần theo mơ hình vật lí .¿+ +22 c+2++22s23 Chương III - Một số Grid Middleware 3.1 Khái niệm Grid Middleware 3.2 Một số Grid Middleware co nhe 3.2.1 UnICOF€ SH HS SH nh nh nh EZdo»:tttaaaaaaiẳ EU 6N cv (44 EEZ XatciaaaaaiiaiiiiiiẳiẳaẳaẳẳẳỶẳ 3.3 So sánh Grid Middleware .-.Chương IV — Xây dựng hệ thống Grid Computing táng Alchemi 4.1 Giới thiệu - SH nh hy 4.2 Cài đặt, cầu hình hoạt động - -+2 22c ccsscs2 4.2.4 Manager PÏatfOrIm + + S+x + EEsEeerrkrerrkrrererreeree 4.3 xây dưng tOán - -¿- + cv ST nh HH nưyn 4.4 Kết thực hành Tài liệu tham khảo - -. -c2 Ăn sa Phần nhận xét giáo viên hướng dẫn - + + + 2S S 2222222221111 1x%2 Hồ sĩ Sơn Trang Chuong I Téng quan vé cong nghé Grid Computing 1.1 Dinh nghia Một định nghĩa Grid hoàn chỉnh đưa tiến sỹ lan Foster sau :“Grid loại hệ thống song song, phân tán cho phép chia sẻ, lựa chọn, kết hợp tài nguyên phân tán theo địa lý, thuộc nhiều tổ chức khác dựa tính sẵn sàng, khả năng, phí chúng yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS) người đùng để giải tốn, ứng dụng có quy mơ lớn khoa học, kỹ thuật thương mại Từ hình thành nên “tố chức ảo” (Virtual Organization (VO)), liên minh tạm thời tổ chức tập đoàn, liên kết với dé chia sẻ tài nguyên và/hoặc kỹ nhằm đáp ứng tốt hội kinh doanh dự án có nhu câu lớn tính tốn đữ liệu, tồn việc liên minh dựa mạng máy tính”Một hệ thống Grid có đặc trưng sau: Có kết hợp, chia sẻ tài nguyên không quản lý tập trung Grid tích hợp phối hợp tài nguyên, người dùng thuộc nhiều vung quản lý khác nhau, nhiều đơn vị khác tô chức, hay nhiều tổ chức khácnhau Công nghệ Grid tập trung giải vấn đề bảo mật, sách quản trị, chi phí, thành viên, nảy sinh trình chia sẻ sử dụng tài nguyên Sử dụng giao diện giao thức chuẩn, mang tính mở, đa dụng.Grid xây dựng giao thức giao diện tổng quát, đa dụng dégiai quyét cac van đề chứng thực người dùng, phân quyền, tim kiếm truy xuất tài nguyên Đáp ứng yêu cầu cao chất lượng dịch vụ.Grid cho phép sử dụng phối hợp tài nguyên để cung cấp nhiều loại dịch vụ với mức chất lượng khác nhau, liên quan đến ví dụ thời gian đápúứng, hiệu suất, tinh san sang, bảo mật, cho phép kết hợp nhiều kiểu tài nguyên đề đáp ứng nhu cầu phức tạp người dùng Mục tiêu phải phối hợp để khả hệ thống sau kết hợp phải lớn tổng đơn vị cấu thành nên Grid 1.2Lịch sử phát triển Năm 1990, thuật ngữ “siêu tính tốn”(metacomputing) đời, dùng để mơ tả dự án kết nối trung tâm siêu máy tính Mỹ nhằm kết hợp sức mạnh xử lý nhiều siêu máy tính lại với Đến năm 1995, dự án siêu tính tốn quan trọng, ảnh hưởng lớn đến công nghệ tảng dự án Grid ngày FAFNER (Factoring via Network-Enabled Recursion) I-WAY(Information Wide Area Y ear) đời.Khái niệm Grid đời phịng thí nghiệm Argonne National Laboratory vào tháng 7/1997.Năm 1998 lanFoster tham gia dự án I-WAY, Carl Kesselman người tham gia dự án Globus Toolkit, dự án tảng công nghệ Grid Metacomputing.Từ đến nay, việc phát triển cơng nghệ Grid trở nên sôi Hồ sĩ Sơn Trang động với tham gia nghiên cứu, đầu tư nhiều tô chức, tập đồn cơng nghệ thơng tin, nhiều quốcgia, thu thành tựu lớn 1.3 Tài nguyên Grid Các tài nguyên Grid bao gồm loại sau: 1.3.1 Tài ngun tính tốn Đây tài ngun phơ biến nhất, chu kỳ tính tốn (computing cycles) cung cập vi xử lý thiết bị Grid Các vi xử lý khơng cần phải loại mà có tốc độ, kiến trúc, chạy phần mềm khác nhau.Có cách đề khai thác tài ngun tính tốn Grid: Cách đơn giản chạy ứng dụng có node Grid hay chạy máy tính cục Thiết kế ứng dụng, tách công việc thành phần riêng rẽ để có thé thực thi song song nhiều xử lý khác Chạy ứng dụng thực thi nhiều lần nhiều node khác Grid 1.3.2 Tài ngun lưu trữ Tài ngun phơ biến thứ nhì Grid tài nguyên lưu trữ Mỗi thiết bị Grid thường cung thi ứng dụng Grid thiết bị lưu trữ tạm thời cho ứng dụng, cấp số dung lượng lưu trữ phục vụ cho việc thực Tai nguyên lưu trữ có thê nhớ trong, ổ đĩa cứng khác Bộ nhớ thường dùng để lưu trữ đữ liệu thiết bị lưu trữ ngồi sử dụng đề tăng không gian lưu trữ, tăng hiệu suất, khả chia sẻ đảm bảo tính tin cậy liệu 1.3.3 Tài nguyên mạng: Cơ chế quản lý: có tác dụng làm cho việc lưu chuyển mạng tốt hơn, hiệu thông qua quyền ưu tiên, chế Cơ chế thẩm tra: cho phép xác định đặc điểm mạng + Các kho mã nguồn: nơi quản lý tất loại tài nguyên tất phiên bán mã nguồn + Các sưu tập: chế bắt buộc để thực truy vấn sưu tập thao tác cập nhật sở liệu quan hệ 1.3.4 Phần mềm, ứng dụng Grid cài đặt phần mềm mà mac dé cài tất máy tính Grid Cac phan mềm cân cài số node Thông qua Grid, cơng việc cần đến chúng, gửi liệu đến node cài đặt phần mềm cho thực thi Đây giải pháp tốt để tiết kiệm chi phí quyền phần mềm 1.4 Ích lợi & Ứng dụng Một số ích lợi sử dụng công nghệ Grid Computing: Khai thác, tận dụng tài nguyên nhàn rỗi.Hầu hết tổ chức có lượng lớn tài nguyên tính tốn nhàn rỗi, máy tính cá nhân thường Hồ sĩ Sơn Trang sử dụng hết5% thời gian xử lý CPU, server thường “rảnh rỗi” Grid có thê tối ưu sử dụng tài nguyên nhàn rỗi theo nhiều cách khác nhau, ví dụ, gửi cơng việc máy tính bận rộn đến máy khác rảnh rỗi đề xử lý, phân nhỏ công việc gửi cơng việc đến máy tính nhàn rỗi khác cho xử lý song song, Grid cho phép kết hợp nhiều không gian lưu trữ nhàn rỗi để tạo thành không gian lưu trữ lớn hơn, cấu hình để tăng hiệu suất, độ tin cậy so với máy đơn lẻ thông qua chế quản lý liệu.Một chức Grid cân sử dụng tài nguyên tốt Một tô chức thường gặp vấn đề không mong đợi hoạt động đòi hỏi thêm nhiều tài nguyên Với Grid, có thê chuyền hoạt động đến tài nguyên nhàn rỗi khác, thêm tài nguyên cách dễ dàng, từ làm tăng khả chịu đựng hệ thống Grid quản lý nhiều loại tài nguyên, đo cho phép theo dõi tổng quan hoạt động sử dụng tài nguyên tổ chức lớn, hỗ trợ hoạch định chiến lược sử dụng tài nguyên Sử dụng CPU song song Khả sử dụng CPU song song đặc tính tuyệt vời Grid,ngồi việc hỗ trợ nhu cầu tính tốn nhà khoa học, sức mạnh tính tốn đo Grid cung cấp có thê giúp giải tốn địi hỏi lực xử lý lớn ngành khác y dược, tính tốn tài chính, kinh tế, khai thác dầu hoả, dự báo thời tiết, công nghiệp vũ trụ, thiết kế sản phẩm,và nhiều lĩnh vực khác Cho phép hợp tác toàn giới Một công nghệ Grid Computing cho phép làm việc cộng đồng rộng lớn Cho phép chia sẻ, sử dụng tất loại đóng góp quan trọng đơn giản hố hợp tác chia sẻ, tồn thé giới tài ngun Khơng cho phép chia sẻ chu kỳ tính tốn, đữ liệu, Grid cho phép chia sẻ tất loại tài nguyên mà trước ‘day chua duge chia sẻ, băng thông mạng, thiết bị đặc biệt, phần mềm, quyên, dịch vụ, Ví dụ, nêu người dùng muốn tăng băng thơng kết nối Intenet lên để thực ứng dụng khai thác liệu, ứng dụng gửi đến nhiều máy tính Grid có kết nối Internet riêng, từ băng thơng truy cập Internet tăng lên nhiều lần Tăng tính tin cậy cho hệ thống máy tính Các hệ thống Grid thường rẻ phân tán theo địa lý, đó, có cố nguồn điện hay lỗi hệ thống khác vị trí, tồn phần cịn lại khơng bị ảnh hưởng Các phần mềm quản trị Grid có khả thực thi lại công việc node khác phát có lỗi hệ thống Nếu quan trọng nữa, hệ thống theo thời gian thực, nhiều dự phịng các cơng việc quan trọng chạy nhiều máy tính khác Grid để đảm bảo độ tin cậy tối đa Tăng khả quản trị hệ thống Mục tiêu ảo hoá tất tài nguyên cung cấp giao điện quản lý đơn hệ thống hỗn tạp đem lại Hồ sĩ Sơn Trang hội đề quản trị tốt sở hạ tầng công nghệ thông tin lớn, phân tán Bên cạnh đó, tầm quản lý vĩ mơ, có nhiều dự án sử dụng sở hạ tầng công thông tin, Grid cho phép quản lý độ ưu tiên sử dụng tài nguyên dự án Trước đây, dự án thường chịu trách nhiệm quản lý số tài nguyên, thường xảy tình trạng tài nguyên dự án nhàn rỗ dự án khác gặp vân dé, thiéu tài nguyên gặp kiện khơng lường trước Với tâm nhìn rộng Grid cung cấp, tình giải dễ dàng.Trên giới thiệu sơ ích lợi sử dụng cơng nghệ Grid Computing, Grid cịn mang lại nhiều lợi ích khác mà khơng thẻ kế hết đây, tuỳ vào tình cụ thể mà đem lại lợi ích khác Vấn đề phải hiểu rõ chất Grid, sử dụng tốt cơng cụ nhằm khai khác tốt tình cụ thể Cơng nghệ Grid Computing ứng dụng toán khoa học lẫn thương mại: + Doi hoi lực xử lý lớn (High-performance computing), yéu cầu rút ngắn thời gian hoàn thành kết nhanh tốt + Hướng liệu, địi hỏi phải thu thập, lưu trữ, phân tích lượng lớn liệu, mang tính phân tán + Cần hợp tác, chia sẻ cộng đồng 2.kién tric grid computing Kién tric Grid, theo Ian Foster, kiến trúc phân tầng Hình I Các thành phần tầng có chung đặc điểm, tính chất, có thé xây dựng từ bắt tầng Các thành phần phân tầng dựa theo vai trò chúngtrong hệ théng Grid Đây kiến trúc mở Kiến trúc quy định yêu cầu chung thiết kế triển khai với mục đích để tham khảo Việc xây dựng, cài đặt cụ thể tuỳ thuộc vào dự án, lĩnh vực ứng dụng Grid Protocol Architecture Dưới tiết kiến trúc: Hình Kiến trúc Grid tổng quát Hồ sĩ Sơn Trang 2.1.1 Tang Fabric Chức tầng cung cấp loại tài nguyên chia sẻ, phép truy cập mạng lưới thông qua giao thức mạng lưới Các loại tài nguyên bao gồm: tài nguyên tính tốn, hệ thống lưu trữ đữ liệu, catalog thông tin, tài nguyên mạng đầu cảm biến (sensors) Cac phan tầng triển khai mức cục bộ; thao tác tài nguyên đặc biệt diễn tài nguyên đặc biệt tầng kết thao tác chia tầng cao Như có ràng buộc tinh vi, chặt chẽ chức cài đặt lớp với thao tác chia sẻ hỗ trợ tầng khác Các loại tài nguyên tầng bị ràng buộc hai chế : Cơ chế quản lý tài nguyên (Resource Management Mechanism): cho phép cung cấp khả điều phối chất lượng địch vụ Cơ chế thâm tra (Enquiry Mechanism): cho phép tìm hiểu cấu trúc, tình trạng tính tài nguyên Các phân loại tài nguyên tầng tác chế: + Tài ngun tính tóan: chế bắt buộc tuân thủ bắt đầu chạy chương Cơ chế trí làm Cơ chế trình, cho phép kiểm soát, quản lý: cho phép quản lý cho tiến trình đạt thâm tra: có khả xác điều khiển việc thi hành tiến trình loại tài nguyên xác định rõ vị lợi ích nhiều định rõ phần cứng , phầm mềm nhờ thơng tin tình trạng hệ thống (tải thời, tình trạng hàng đợi ) + Tài nguyên lưu trữ: chế bắt buộc cho việc lấy tải lên tập tin từ hệ thống lưu trữ, cho phép đọc phần tập tin cho phép chọn lọc liệu từ tập tin xa Cơ chế quản lý: làm cho việc di chuyền tập tin đễ dàng (không gian, băng thông đĩa, băng thông mạng, tải CPU ) Cơ chế thâm tra: xác định tình trạng phần cứng phần mềm Thơng dịqua thơng tin tải Thí dụ dung lượng đĩa cịn trống, băng thơng sử dụng + Tài nguyên Cơ chế quản hơn, hiệu Cơ chế thẩm mạng: lý: có tác dụng làm cho việc lưu chuyển mạng tốt thông qua quyền ưu tiên, chế tra: cho phép xác định đặc điểm mạng, + Các kho mã nguồn: nơi quản lý tất loại tài nguyên tất phiên bán mã nguồn + Các sưu tập: chế bắt buộc để thực truy vấn sưu tập thao tác cập nhật sở liệu quan hệ 2.1.2 Tầng Connectivity Day 1a tang quan trọng đề tạo nên hạt nhân giao thức xác thực Hồ sĩ Sơn Trang truyền thông bắt buộc giao dịch đặc trưng hệ thống mạng lưới Giao thức truyền thông cho phép chuyền đổi liệu qua lại loại tài nguyên tầng chế tác Giao thức xác thực xây dựng dịch vụ truyền thông đề cung cấp chế mã hóa bảo mật việc kiểm tra xác thực người dùng tài nguyên mạng lưới Truyền thông bao gồm công đoạn: truyền thông tin, định tuyến đặt tên Những giao thức tương tự giao thức TCP/IP: Internet Protocol (IP) , Transport Protocols (TCP , UDP) giao thức tầng ứng dụng (DNS, OSPF, RSVP ) Các vấn đề bảo mật phức tap mạng lưới giải giải pháp xây dựng nâng câp từ chuẩn có Trong truyền thơng có nhiều chuẩn bảo mật phát triển ngữ cảnh Internet Giải pháp xác thực môi trường mạng lưới tổ chức ảo bao gồm đặc điểm sau: + Cơ chế đăng nhập lần (Single Sign On): người dùng cần đăng nhập vào mạng lưới lần Sau hệ thống phải quản lý người dùng xác thực cho phép truy cập tài nguyên phép lớp chế tác mà không yêu cầu cung câp thông tin xác thực + Cơ chế ủy quyền (Delegation, Proxy): người dùng ủy quyền lại cho chương trình khoảng thời gian xác định truy cập đến loại tài nguyên mà phép sử dụng Chương trình ủy quyền có điều kiện phần tập quyền cho chương trình khác Hệ thống mạng lưới phải hiểu, kiêm soát chặt chẽ đáp ứng tốt chế ủy quyền cách suối chương trình trao ủy quyên + Cơ chế tích hợp đa giải pháp bảo mật địa phương (Integration with various local security solutions): Đặc điểm mạng lưới site chứa tài nguyên mạng lưới có chế bảo mật chỗ khơng giống (các chế xác thực Kerberos, LDAP, Active Directory, username/password, ) Cơ chế bảo mật mạng lưới phải có khả giao tiếp bên với chế bảo mật địa phương mà không yêu cầu thay tồn giải pháp bảo mật có, cần có chế ánh xạ bảo mật môi trường cục khác + Cơ chế quan hệ tin tưởng dựa người dùng (User-based Trust Relationships): người dùng sử dụng loại tài nguyên có từ kết hợp nhiều nhà cung cấp khác Việc kết hợp khơng bắt buộc nhà cung cấp tài nguyên phải tác động qua lại lẫn nhựng phải đảm bảo cấu hình co chế bảo mật có Ví dụ, xem xét trường hợp người dùng có quyền sử dụng hai site A site B Khi người dùng có quyén ding site A B lúc mà không cần phải thông qua quản trị viên site A B, site thiết lập chế quan hệ tin tưởng dựa người dùng Giải pháp bảo mật mạng lưới đồng thời cung cấp khả hỗ trợ chế bảo vệ truyền thông cách linh hoạt khả hỗ trợ cho Hồ sĩ Sơn Trang đáng tin cậy giao thức TCP/IP truyền thống Internet 2.1.3 Tang Resource Tầng xây dựng tảng sẵn có tầng kết nối Đây tầng dùng đề xác định giao thức cho q trình thương lượng, khởi tạo, kiểm tra, điều khién, tính tốn kiểm tốn phí thao tác chia sẻ tài nguyên Những giao thức tầng tài nguyên gọi chức tầng chế tác đề truy cập sử dụng loại tài nguyên cục Có hai loại giao thức giao thức tầng tài nguyên: + Giao thức thông tin (Information protocol): cho phép lấy thông tin cấu trúc, tình trạng loại tài nguyên mạng lưới + Giao thức quản lý (Management protocol): dùng đề xếp quản lý thứ tự truy cập đến tài nguyên chia sẻ 2.1.4 Tang Collective Trong tang tai nguyên cho phép truy cập đến loại tài nguyên đơn tang kết hợp tập thé lại chứa giao thức dịch vụ cho phép giao tiếp tài nguyên mạng lưới Tầng bao gồm dịch vụ sau: + Các dịch vụ thư mục (Directory Services): cho phép thành phần tham gia hệ thống mạng lưới tổ chức ảo tìm hiểu tồn thuộc tính loại tài nguyên họ Một dịch vụ thư mục cho phép người dùng truy vấn thuộc tính tài nguyên, loại tài nguyên, tính khả dung + Các dịch vụ chứa chấp, lập lịch, môi giới (Co-allocation, Scheduling & Broker Services): cho phép thành phần tham gia vào mạng lưới tổ chức ảo gởi yêu cầu đến hay nhiều máy chủ cho mục đích chứa chấp, lập lịch môi giới truy cập tài nguyên tương ứng + Các dịch vụ giám sát dự báo (Monitoring and Diagnostic Services): cho phép hệ thống hỗ trợ kiểm soát tài nguyên mạng lưới tổ chức ảo + Các dịch vụ nhân đữ liệu (Data Replication Services): cho phép hỗ trợ việc quản lý lưu trữ tài nguyên mạng lưới tổ chức ảo (kế mạng lực tính tốn) tạo điều kiện cho truy cập tài nguyên đến mức cao có thê + Các hệ thống lập trình hỗ trợ mạng lưới (Grid-enable Programming Systems): tương tự mơ hình lập trình giao tiếp ứng dụng (API) thơng thường, dùng môi trường mạng lưới Hệ thống cho phép sử dụng dịch vụ mạng lưới để xác định thông tin tài nguyên, thực chế bảo mật mạng lưới, định vị trí tài nguyên tất có liên quan đến mạng lưới + Hệ thống quản lý tải môi trường cộng tác (Workload Management System & Collaboration Framework): tuong ty nhu mdi trường giải quyét van dé PSE (Problem Solving Environment), théng cung cap cac dic ta, Hồ sĩ Sơn Trang 10 khai thong Công Java C va Java Nền Unix Unix nghé cài đặt tảng thực thi Môi | Mơi trường truong | workload lập trình Thay thư viện C, Java, C# | C# va Perl Unix Linux ,windows Windows với NET voiMicrosoft NETFramework | Broker Java | C# ,véi hệ diều APINgôn Unix C Các | ngữ tham số | thư viện MPI dựatrênXML | đặc biệt Mơ hình (MPICHGrid Thread | G),CoG (Commodiy Grid) kits véi Java, Python, Alchemi hành windows linux ,sư dụng Microsoft NET Framework ,thư viện Alchemi.Core.dll CORBA, Matlab, Java Server Pages, Perl va Web Services Mô Mã nguồnmở | Mã nguồnmở | Mã nguồn Sử +EuroGrid + AppLeS dung +Grid + Ninf hình phân phối mở x | Interoperability | + Nimrod-G mot 80 | Project (GRIP) | + NASA IPG ứng dụng +OpenMolGrid người x dung | *|NAREGI Japanese + Condor-G + Griđbus +ePhysics Portal + Belle Analysis Data Grid a Grid ao Mã nguồn mở | BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) ,Gridbus broker „,CSIRO,Styam Ấn Độ + Natural Lan guage Broker + UK eScience | Engineering Project +HydroGrid + GriPhyN , +Amsterdam + EU Data Private Grid Grid Quan lý tài H6 si Son | Không có Có broker service Gridbus broker Gridbus broker Trang 24 nguyén Cach M6 hinh AJO, Bảo mat Sử dụng Secure thức khôn hỗ trợ liên lạc | chuyénmessage đồng SocketLayer (SSL) | Thu vién Nexus Khơng có thơng tin Thong qua +Dua trén GSI, cing dua _ | GSI cua | SSL X.509V3 protocol chứng chứng thựcX.509V3 Globus +Sử dụng chức bảo Thư viện Alchemi.Core.dll Mã hóa đữ liệu thuật tốn |DES mật cua Microsoft NET Framework (Alchemi) Chương IV — X4y dung thong Grid Computing trén nén tang Alchemi Va sw dung dinh luat Amdahl tinh toan lươi 4, Alchemi 4.1 Mạng máy tính Ý tưởng máy tính tổng hợp - sử dụng mạng lưới nhiều máy tính độc lập thể chúng máy tính song song, siêu máy tính áo hap dẫn có khả xử lý siêu máy tính với phí nhỏ so với siêu máy tính truyền thống Trong máy ảo truyền thống (ví dụ clusters) thiết kế cho số lượng nhỏ kết hợp chặt chẽ nguồn tài nguyên đồng nhất, tăng trưởng theo cấp số nhân kết nói Internet cho phép khái niệm áp dụng quy mô lớn nhiều Điều này, với thực tế máy tính để bàn mơi trường gia đình doanh nghiệp người sử dụng mức, thường phần mười sức mạnh xử lý sử dụng làm tăng quan tâm đến khai thác lượng lớn sức mạnh xử lý có sẵn hình thức phụ tùng chu kỳ CPU máy tính để bàn Internet mạng nội kết nối Mơ hình gọi Tính tốn lưới Nhiều dự án tính tốn phân tán chứng minh tính khả thi khái niệm distributed.net Seti @@ Home 4.2 Cài đặt, cấu hình hoạt động 4.2.1 Phố biến yêu cầu :Microsoft NET Framework I.1 4.3.2 Manager Hồ sĩ Sơn Trang 25 Manager nên cài đặt máy ồn định hợp lí máy tính u cầu có : SQL Server 2000 MSDE 2000 Nếu sử dụng SQL Server, đảm bảo SQL Server authentication kích hoạt Nếu không, làm theo hướng dẫn để cài đặt chuẩn bị MSDE 2000 cho Alchemi Hãy lưu ý mật khâu quản trị hệ thống (một) hai trường hợp [Lưu ý: SQL Server / MSDE không thiết cần phải cài đặt máy Manager.] Cài đặt M Alchemi Database Installer Install Database Specty Ostabsse Server Ostabsse horowitz Activty Log Server The CREATE Username sa | Password [==ss« "1+ DATABASE process is allocating 0.49 MB on disk “Aichemi_log” If Creating Database Structure ] [Done} { Inserting Defa® Osta] [Done] If Creating Configuration File ] [ Done ] le configuration file to C:\Program Files\Aichems\Manager\ Installation Complete! } » Hình § Alchemi Cơ sở đữ liệu cài đặt Alchemi Manager cài đặt hai chế độ : *Như ứng dụng bình thường máy tính để bàn Windows *Như cửa số dịch vụ (Chỉ hỗ trợ Windows NT/2000/XP/2003) *Để cài đặt Manager cửa số ứng dụng, sử dụng cài đặt Manager Setup Dé cài đặt chế độ dịch vu (service-mode) , sir dung Manager Service Setup Cac buéc cau hinh cho hai chế độ Trong trường hợp chế độ service-mode, cài đặt “Alchemi Manager Service” cấu hình chạy tự động Windows khởi động Sau cài đặt, cửa số Windows sử dụng đề kiểm sốt dịch vụ Ngồi Alchemi ManagerServiceController sử dụng Manager service controller giao diện đồ họa, mà xác tương tự quản lý ứng dụng bình thường Cai dat Manager thong qua cài đặt ( Manager ¡installer) Sử dụng mật sa ghi nhận trước để cài đặt sở liệu trình cài đặt Cấu hình & hoạt động Quản lý chạy từ máy tính để bàn Start -> Programs -> Alchemi -> Manager -> Alchemi Manager Các thiết lập cấu hình sở đữ Hồ sĩ Sơn Trang 26 liệu thiết lập dựa trình cài đặt tự động xuất Manager da bắt đầu Click vào nút "Start" để bắt đầu quản lý Khi đóng cửa, quản lý thu nhỏ tab hệ thống M Alchemi Manager Manager I3 Help ——— ˆ Setup Connection Database Configuration DbServer| | DbName| | DbUsermame| ] DbPassword| ] Node Configuration OwnPort/ ] Id| ManagerHost [ ] ManagerPort [ Actions Log Messages Updating configuration Started Manager Manager started Initialising known executors a done Manager Started Hinh Quan lý hoạt động Dưới chế độ hoạt động dịch vụ, giao diện hiển thị Hình sử dung start / stop Manager Dich vu tiếp tục hoạt động sau thoát khỏi ứng dụng điều khiển dịch vụ 4.3.3 Role-Based security Mỗi chương trình kết nối với Manager phải cung cấp tên người dùng mật hợp lệ Ba tài khoản mặc định tạo trình cài đặt: Executors (mật khâu: executors), người dùng (mật khẩu: người sử đụng) quản trị (password: admin) thuộc ' Executors', Người dùng' 'quản trị viên' nhóm tương ứng Người dùng quản lý thông qua tab 'Users' Console Alchemi (nam SDK Alchemi) Quan tri vién có quyền truy cập dé quản lý người dùng, ban đầu đăng nhập với tài khoản quản trị mặc định Hồ sĩ Sơn Trang 27 (3 Grid Alchemi Console Help | System) Users | Executors | App Submit | Applications | Charts| usr_name password) grp_id › admin executor user admin executor user “Toad Connected to grid at localhost:3000 Hinh 10 Alchemi console Người dùng quản trị thong qua Console Alchemi (hién thị tài khoản mặc định) Bảng điều khiển cho phép bạn thêm người dùng, sửa đổi thành viên nhóm thay đổi mật khâu Nhóm người dùng (grp_id nghĩa cho người dùng thực ứng dụng lưới điện Nhóm (grp_id= 2) có nghĩa cho Executor Alchemi Theo mặc định, có gắng để kết nơi với Manager sé str dung tai khoan executors không muốn Executors kết nối với tên khác, bạn có thé thay đổi cho tài khoản Bạn nên thay đổi mật quản trị mặc định dụng = 3) có Executors Executors Néu ban mật admin sử 4.4.5 Executor Cài đặt :Executor Alchemi cài đặt hai chế độ *Như ứng dụng bình thường máy tính để bàn Windows *Là dịch vụ cửa sô (Chỉ hỗ trợ Windows NT/2000/XP/2003) Để cài đặt executor cửa số ứng dụng, sử dụng trình cài đặt Executor Setup Đối với chế độ cài đặt sử dụng Executor Service Setup Các bước cấu hình cho hai chế độ Trong trường hợp chế độ servicemode, "Alchemi Executor Service” cài đặt cấu hình để chạy tự động Windows khởi động Sau cài đặt, sử dụng Manager để kiểm sốt dịch vụ Ngồi Alchemi Có thể sử dụng chương trình ExecutorServiceController Bộ điều khiển dich vu Executor 14 mét giao dién đồ họa, trông giống với ứng dụng Executor bình thường Cài đặt Executor thông qua cài đặt Executor installer thực theo hướng dẫn hình Cấu hình & hoạt động :Executor chạy từ máy tính để bàn Start -> Programs -> Alchemi -> Executor -> Alchemi Executor Hồ sĩ Sơn Trang 28 Executor cấu hình từ ban thân ứng dụng Bạn cần phải cấu hình khía cạnh Executor: *Các máy chủ céng Manager dé kết nói Dedicated/ non-dedicated Executor luồng thi hành không chuyên dụng tự nguyện (nó yêu cầu luồng thi hành từ Manager ), Executor chuyên dụng thường thực luồng (nó thực trực tiếp luồng từ Manager ) Executor không chuyên dụng làm việc sau tường lửa * Click vào nút "Connect" để kết nối Executors Manager © Alchemi Executor Executor = Setup Connection | Manage Execution | Options Manager Node Host / IP Address Port Credentials Llsername Password Port , Log messages Created own-end-point Updating executor configuration Saved configuration Connected successfully Nhưng to Manager Executing (dedicated) Hinh 11 Nếu executors két néi Manager Executors cấu hình cho thực khơng chun dụng, bạn bắt đầu thực băng cách nhân vao nut "start Executors " tab " Manage Execution " Hồ sĩ Sơn © Alchemi Executor Executor Help | Setup Connection | Manage Execution | Options Stop Executing Í Log messages Created own-end-point Updating executor configuration Saved configuration Connected successfully Connected to Manager Executing (non-dedicated)} Hình 12 Thực không chuyên dụng Executors sử dụng chu kỳ CPU nhàn rỗi máy tính khơng ảnh hưởng đến việc sử dụng CPU chương trình chạy Khi đóng cửa, Executors nằm khay hệ thống Các tùy chọn khác nhịp thời gian Executors (tức thời gian ping Manager) cấu hình thơng qua tab tùy chọn © Alchemi Executor Executor Help Setup Connection | Manage Execution || Options | Heartbeat interval i Retry connecting J to Manager 5-2] on seconds disconnection Continue to ty and connect every [ 30—2] Trytoreconnect [| 3J CC timess at most seconds Log messages | Created own-end-point Updating executor configuration Saved configuration Connected successfully Connected to Manager Executing (non-dedicated) Hình Hồ sĩ Sơn 13 Các tùy chọn bô sung Executor Trang 30 Dưới chế độ hoạt động dịch vụ, giao diện hién thi Hình 13 sử dụng để start / stop dịch vụ Executors Dịch vụ tiếp tục hoạt động sau thoát khỏi ứng dụng điều khiển dịch vụ 4.4.6 Software Development Kit SDK giải nén vào vị trí thuận tiện Nó chứa điều sau day: Alchemi diéu khién Console (Alchemi.Console.exe) quản lý lưới điện công cụ giám sát N6 nam thu muc bin Bang 'Tom luge' cho thấy hệ thống thông kê đồ thị thời gian thực sẵn có sử dụng điện Các ứng dụng tab cho phép bạn theo dõi ứng dụng chạy ' Executors "tab cung cấp thông tin Executors “Users ' tab cho phép bạn quản lý người dùng (xem 4.3.3 Role-Based Security.) be Vanek | Nấm, Users | Executers | App Submt Applications | Chats 100 r CPU Power - Availability & Usage s Power [%] 80Ƒ Max Powe Available r 21.589 GHz Ì_ Total Power Usage 805017GHzHr No of Executors Currert Power Available 88% Cuaeet Power Usage 2% Uắnsbed Tiresis 12 Connected to gid a ahaming pate gl S000 Hình 14 Giao diện điều khiển "hệ thống" tab Hồ sĩ Sơn Trang 31 Gid Hep System | Users | Executors | App Subma| Appicabons | Charts application_id time_created be29-4686-9f63-05e6đ59e6đ4e > dac3 337b#9đđ-61e7-40a3-b3cd-414faecbđ ‹ A3A9cefRdh-rf\3f-4ARc-hSh2-44afA3AhhA79 L | | | > ‹ taø user (null) 27/05/200S True user (nu8) True user (nul) 005 12:41 M PM 00S 10:57 AM 24/0S/200S 4:42 PM True True Tron admin user user } (oul) (null) foul) v › = theesd_id | time_started 2005 8:03 PM 005803PM True 2005 3:40 PM f04a25f0-aae3-4/43-9a57-168c3e30 0607đ9ae-9244-4/43-b66; is_primary | usr_name application_n A 27/05/2005 5:34 PM 27/06/2005 8.03 PM time_friched /Ù2/206902PM /06/2006903PM 705/205 8.03 PM 27/05/20056803PM 27/06/2005 8:03 PM exncutor_id 53915e14-2c95-46s293s644đ7518b7eae 53915el42c%-46a2333644đ7519b7eae 644đ7518b7eae &a2:3336-44đ75168b7eae h S39315e14-2c%-46a2.333644đ75168b7eae Connected to grid at locathost: $000 Hình 15 'Tab ứng dụng giao diện điều khién’ * Alchemi.Core.dll Alchemi.Core.dll thư chạy lưới Alchemi No từ tất ứng dụng mạng dụng lưới điện, xin vui lòng mm C:vxAIcherrni-C Z viện nằm lưới xem lớp học dé tao ứng dụng lưới điện để thư mục bin Nó phải tham chiếu bạn (Đề biết thêm phát triển ứng phần trình lưới điện dk\exam ptesWic ulatorWiCatic Che SG taken = 0:00:01 Hình 16 PiCalculator chạy lưới điện x oO a#4 n fo} 4.Lưới lập trình với Alchemi Trang 32 Hướng dẫn cung cấp giới thiệu dé lập trình lưới điện với Alchemi Quen thuộc với VS.NET C # giả định viết ứng dụng lưới điện đơn giản mà tao cac s6 nguyén t6 Diéu lién quan den việc tạo sô lớn ngau nhiên sử dụng mạng lưới đê kiêm tra xem họ nguyên tô hay không Thực theo bước sau : Xây dựng mạng lưới tối thiểu (1 Manager Executors 1) Như thảo luận, lưới Alchemi xem máy ảo với nhiêu xử lý Môi đơn vị công việc thực Executors cụ thê Các đơn vị làm việc gọi thread lưới điện Code thực lưới điện định nghĩa lớp void Start () Dau vao [Serializable] class CustomGridThread : GThread f + public override void Start() t } Thuat toan don gian dém số lượng số mà chia hết tăng từ đến Nêu sô lượng sô chia hét la (1 va ban thân sơ ), sau theo định nghĩa, sô sô nguyên tô using System; using Alchemi.Core; namespace Tutorial t [Serializable] class PrimeNumberChecker : GThread { public readonly int Candidate; public int Factors = 0; public PrimeNumberChecker(int candidate) t Hồ sĩ Sơn Candidate = candidate; Trang 33 } public override void Start() { // count the number of factors of the number from to the number itself for (int d=1; d