MỤC LỤC Lời nói đầu 2 1. Mô hình tính toán lưới 3 1.1. Tổng quan về tính toán lưới 3 1.1.1. Khái niệm tính toán lưới 3 1.1.2. Các lợi ích từ tính toán lưới 4 1.2. Kiến trúc tính toán lưới 6 1.3. Bảo mật trong mô hình tính toán lưới 10 1.3.1. Các vấn đề về bảo mật trong tính toán lưới 10 1.3.2. Hạ tầng an ninh của lưới 11 1.3.3. Bảo mật cho các thành phần của lưới 12 2. Ứng dụng của mô hình tính toán lưới 13 2.1. Tính toán lưới với dịch vụ web XML 13 2.1.1. Tính toán tình nguyện 13 2.1.2. Dịch vụ web tính toán 14 2.2. Tính toán lưới với điện thoại di động 15 2.3. Tính toán lưới trong xử lý các văn bản số lượng lớn. 16 3. Kết luận 17 Tài liệu tham khảo 18
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TIỂU LUẬN NGUYÊN LÝ VÀ MÔ THỨC PHÁT TRIỂN HỆ PHÂN TÁN Đề tài 02: MÔ HÌNH TÍNH TOÁN LƯỚI (GRID COMPUTING) Chuyên ngành: Công nghệ thông tin Hà Nội, 01/2013 MỤC LỤC Lời nói đầu Mô hình tính toán lưới 1.1 Tổng quan tính toán lưới 1.1.1 Khái niệm tính toán lưới 1.1.2 Các lợi ích từ tính toán lưới 1.2 Kiến trúc tính toán lưới 1.3 Bảo mật mô hình tính toán lưới 10 1.3.1 Các vấn đề bảo mật tính toán lưới 10 1.3.2 Hạ tầng an ninh lưới 11 1.3.3 Bảo mật cho thành phần lưới 12 Ứng dụng mô hình tính toán lưới 2.1 Tính toán lưới với dịch vụ web XML 13 13 2.1.1 Tính toán tình nguyện 13 2.1.2 Dịch vụ web tính toán 14 2.2 Tính toán lưới với điện thoại di động 15 2.3 Tính toán lưới xử lý văn số lượng lớn 16 Kết luận 17 Tài liệu tham khảo 18 LỜI NÓI ĐẦU Trong xu ngày phát triển công nghệ thông tin công nghiệp tính toán, ngày có nhiều toán phức tạp đặt tổ chức cần phải có công nghệ cho phép tính toán mạnh Để giải vấn đề ta đầu tư cho trang thiết bị, sở hạ tầng tính toán phân bố lại cách hợp lý nguồn tài nguyên sử dụng tài nguyên bên với chi phí thấp Tuy nhiên chi phí tốn để đầu tư cho sở hạ tầng tính toán, nhiều tổ chức lựa chọn phương án thứ hai mục đích đời tính toán lưới Điểm yếu lưới sức mạnh tính toán mà tính thực tiễn thể chỗ lưới tính toán thường tạo dựa việc tận dụng nguồn tài nguyên bình thường sẵn có mà không cần phải mua tạo sở hạ tầng tính toán Ở Việt Nam, năm gần mô hình tính toán lưới nghiên cứu ứng dụng triển khai số trung tâm tính toán trung tâm nghiên cứu trường đại học Để có nhìn tổng quan mô hình tính toán lưới, phạm vi tiểu luận nhóm xin trình bày nội dung sau: Mô hình tính toán lưới: Trình bày tổng quan tính toán lưới, kiến trúc tính toán lưới vấn đề bảo mật tính toán lưới Các ứng dụng tính toán lưới: Trình bày số ứng dụng mô hình tính toán lưới áp dụng thực tế Kết luận: Đánh giá mô hình tính toán lưới hướng phát triển mô hình tính toán lưới tương lai Chúng xin chân thành cảm ơn TS Vũ Thị Hương Giang giúp đỡ trình làm tiểu luận Nhóm học viên thực Vũ Thị Uyên Vũ Tuấn Dương Phú Thuần Mô hình tính toán lưới 1.1 Tổng quan tính toán lưới 1.1.1 Khái niệm tính toán lưới Tính toán lưới gì? Có nhiều định nghĩa đưa cho mô hình tính toán lưới chưa có định nghĩa coi chuẩn Năm 1998 tiến sĩ Ian Foster Carl Kesselman định nghĩa Grid “the Grid: blueprint for a new computing infrastructure”: “A computational Grid is a hardware and software infrastructure that provides dependable, consistent, pervasive, and inexpensive access to high-end computational capabilities” có nghĩa là: “Một mạng lưới tính toán hạ tầng sở phần cứng phần mềm mà cung cấp xử lý độc lập, chắn, tin cậy giá rẻ cho toán tính toán hiệu cao” Hai năm sau tiến sĩ Ian Foster đưa định nghĩa hoàn chỉnh cho Grid: “Grid computing is concerned with “coordinated resource sharing and problem solving in dynamic, multi-institutional virtual organization.” A set of individuals and/or institutions defined by some sharing rules form what we call a virtual organization (VO)” Hay: “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 chi phí chúng yêu cầu chất lượng dịch vụ (QoS) người dùng để giải toán, ứng dụng có quy mô lớn khoa học kỹ thuật thương mại Từ hình thành nên “tổ chức ảo” (Virtual Organization)” Cũng theo tiến sĩ Ian Foster đề xuất hệ thống lưới có đặc điểm chính: - Có kết hợp, chia sẻ tài nguyên không quản lý tập trung: Grid tích hợp phối hợp tài nguyên, người dùng thuộc nhiều vùng quản lý khác nhau, nhiều đơn vị khác tổ chức nhiều tổ chức khác - Sử dụng giao diện giao thức chuẩn, mang tính mở, đa dụng: Tính toán lưới sử dụng chuẩn mở để chia sẻ qua mạng tài nguyên phức tạp nằm điểm khác tùy thuộc vào khu vực Nói theo cách khác ảo hóa tài nguyên tính toán - Đáp ứng yêu cầu cao chất lượng dịch vụ: Tính toán lưới tạo mô hình để giải toán tính toán lớn tài nguyên nhàn rỗi , cung cấp giải pháp cho toán tính toán hiệu cao tạo nếp protein, mô hình hóa tài chính, mô động đất, dự báo thời tiết Nó thiết kế với mục tiêu giải toán tính toán lớn cho siêu máy tính linh hoạt với toán nhỏ Vì cung cấp môi trường đa người dùng Hình 1.1 mô hình minh họa cho tính toán lưới Hình 1.1 Mô hình minh họa cho tính toán lưới 1.1.2 Các lợi ích từ tính toán lưới Theo IBM, lợi ích mà tính toán lưới mang lại bao gồm: - Khai thác tận dụng nguồn tài nguyên nhàn rỗi Đây coi lợi ích lớn mà tính toán lưới mang lại lợi ích dễ nhìn thấy triển khai hệ thống tính toán lưới Hầu hết tổ chức có lượng lớn tài nguyên tính toán nhàn rỗi tài nguyên tổ chức Các máy tính cá nhân thường sử dụng hết 5% thời gian xử lý CPU, sever thường rảnh rỗi Grid tối ưu sử dụng tài nguyên nhàn rỗi theo nhiều cách khác Ví dụ: Gửi công việc máy tính bận rộn đến máy tính nhàn rỗi để xử lý, phân nhỏ công việc gửi công việc đến máy tính nhàn rỗi khác cho xử lý song song … Một chức Grid cân sử dụng tài nguyên tốt Một tổ chức thường gặp vấn đề không mong đợi hoạt động đòi hỏi thêm nhiều tài nguyên Với Grid, chuyển hoạt động đến tài nguyên nhàn rỗi khác, thêm tài nguyên cách dễ dàng, từ làm tăng khả hệ thống - Sử dụng xử lý song song Tiềm sử dụng xử lý song song tính phổ biến Grid Ngoài nhu cầu túy cho khoa học, sức mạnh tính toán Grid mang lại giúp giải toán đòi hỏi lực xử lý lớn ngành y dược, kinh tế tài chính, công nghiệp vũ trụ, dự báo thời tiết… - Hợp tác dựa tài nguyên ảo tổ chức ảo Một tiềm khác tính toán lưới cung cấp môi trường hợp tác phạm vi rộng hớn Trước công nghệ phân tán cho phép hợp tác quy mô nhỏ Grid cho phép phạm vi toàn cầu đưa chuẩn quan trọng, cho phép hệ thống không đồng dạng làm việc chung với để tạo nên hệ thống tính toán ảo cung cấp nhiều dạng tài nguyên khác Người dùng Grid tổ chức tự động thành số tổ chức ảo mà tổ chức có yêu cầu sách khác Các tổ chức ảo chia sẻ tài nguyên họ Grid lớn - Cho phép chia sẻ tất loại tài nguyên Không cho phép chia sẻ chu kỳ tính toán liệu, Grid cho phép chia sẻ tất loại tài nguyên mà trước chưa chia sẻ băng thông mạng, thiết bị đặc biệt, phần mềm, quyền dịch vụ, … Ví dụ: người muốn tăng băng thông kết nối internet lên để thực ứng dụng khai thác liệu, ứng dụng gửi đến nhiều máy tính Grid có kết nối internet riêng, từ băng thông truy cập internet người tăng lên nhiều lần, … - Cân tài nguyên Một Grid tổ chức số lượng lớn tài nguyên kết hợp máy tính cá nhân thành hệ thống lớn Với ứng dụng cho phép Grid, Grid cung cấp hiệu ứng cân tài nguyên lập lịch công việc máy với khả sử dụng thấp Tính quan trọng xử lý trường hợp tải lớn bất thường phận tổ chức lớn - Tăng tính tin cậy cho hệ thống máy tính Trong tương lai, hướng tiếp cận để giải vấn đề độ tin cậy dựa nhiều vào công nghệ phần mềm phần cứng đắt tiền Grid khởi đầu cho công nghệ Các hệ thống Grid thường rẻ phân tán theo địa lý, đó, có cố nguồn điện hay lỗi hệ thống khác vị trí, toàn phần lại không 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 phòng công 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 hóa” tất tài nguyên cung cấp giao diện quản lý đơn hệ thống hỗn tạp đem lại hội để quản trị tốt sở hạ tầng công nghệ thông tin lớn, phân tán Bên cạnh tầm quản lý vĩ mô có nhiều dự án sử dụng hạ tầng thông tin, Grid cho phép quản lý độ ưu tiên sử dụng tài nguyên dự án Trước dự án thường chịu trách nhiệm quản lý số tài nguyên, thường xảy tình trạng các tài nguyên dự án nhàn rỗi dự án gặp vấn đề, thiếu tài nguyên gặp cố không lường trước Với tầm nhìn rộng Grid cung cấp tình giải cách dễ dàng 1.2 Kiến trúc tính toán lưới Tổ chức ảo (Virtual Organization) đơn vị quan trọng hệ thống Grid Việc thiết lập, quản lý, khai thác quan hệ chia sẻ tài nguyên tổ chức ảo đòi hỏi phải có kiến trúc hệ thống mới, kiến trúc Grid Kiến trúc Grid xây dựng dựa quan niệm: “Để tổ chức ảo hoạt động hiệu đòi hỏi phải thiết lập quan hệ chia sẻ với đơn vị tham gia tiềm nào” Để làm điều này, vấn đề “liên kết hoạt động” (interoperability) cần phải tập trung giải Trong môi trường mạng, “liên kết hoạt động” đồng nghĩa với việc sử dụng giao thức (protocol) chung Do đó, kiến trúc Grid kiến trúc giao thức, với giao thức xác định, người dùng nhà cung cấp tài nguyên thương lượng, thiết lập, quản lý khai thác mối quan hệ chia sẻ tài nguyên Kiến trúc Grid phải kiến trúc dựa chuẩn, hướng mở, để dễ mở rộng, liên kết hoạt động tốt, có tính khả chuyển (portability) cao Các giao thức chuẩn giúp định nghĩa dịch vụ (service) chuẩn, nhờ xây dựng dễ dàng dịch vụ cao cấp Dưới kiến trúc lưới Ian Foster đề xuất Các thành phần tầng có đặc điểm, tính chất xây dựng từ tầng Các thành phần phân tầng dựa theo vai trò chúng Grid, kiến trúc kiến trúc mở Kiến trúc quy định yêu cầu chung thiết kế triển khai với mục để tham khảo Việc cài đặt cụ thể tùy thuộc vào dự án lĩnh vực cụ thể Hình 1.2 Kiến trúc phân tầng mô hình tính toán lưới - Tầng thiết bị (fabric) Đây tầng thấp kiến trúc phân tầng tính toán lưới có chức tương tự tầng vật lý OSI Nó bao gồm tài nguyên truy cập sử dụng dịch vụ hay ứng dụng thông qua giao thức lưới Các tài nguyên tài nguyên tính toán, tài nguyên liệu, tài nguyên mạng, thiết bị ngoại vi cao hệ thống tệp phân tán, tài nguyên chuyên dụng … Tương tự API hệ điều hành, tầng thiết bị thực thao tác tài nguyên cụ thể chúng gọi ứng dụng hay dịch vụ tầng tầng liên kết, tầng tài nguyên Các hàm thực tầng thiết bị độc lập với tài nguyên tầng thiết bị cho phép nhiều thao tác hay chức thực đồng thời Đối với tài nguyên lưới thông thường việc tối thiểu chúng phải hỗ trợ hàm cho phép ứng dụng hay dịch vụ mức thực thao tác theo dõi, lấy thông tin trạng thái tài nguyên, hỗ trợ quản lý tài nguyên Điều quan trọng việc đảm bảo chất lượng dịch vụ lưới - Tầng kết nối (connectivity) Tầng kết nối có nhiệm vụ định nghĩa giao thức truyền thông chứng thực cần thiết cho việc giao tiếp lưới Các giao thức truyền thông cho phép thực trao đổi liệu tài nguyên tầng Mô hình truyền thông lưới có nhiều điểm tương đồng so với mô hình giao thức TCP/IP dùng Các giao thức chứng thực cung cấp chế mã hóa, giải mã, kiểm tra định danh người dùng tài nguyên Trong lĩnh vực tính toán lưới, vấn đề bảo mật an ninh quan trọng giao thức chứng thực đóng vai trò Việc chứng thực lưới thực điểm sau: Cơ chế chứng thực lần (single sign on) Cơ chế ủy quyền (delegation) Chứng thực đa phương (mutual authorization) - Tầng tài nguyên (resource) Tầng tài nguyên xây dựng tầng kết nối, có nhiệm vụ sử dụng giao thức truyền thông bảo mật tầng kết nối để xây dựng dịch vụ, giao thức đàm phán khởi tạo theo dõi điều khiển thủ tục giao tiếp với tài nguyên cụ thể Việc điều khiển, theo dõi tài nguyên thực cách triệu gọi hàm tầng Tầng tài nguyên bao gồm hai lớp giao thức bản: Các giao thức thông tin: Được sử dụng để lấy thông tin cấu trúc, trạng thái tài nguyên Các giao thức quản lý: Các giao thức có nhiệm vụ thực việc đàm phán để truy cập sử dụng tài nguyên Các giao thức quản lý có nhiệm vụ xác lập quan hệ người dùng lưới hay ứng dụng lưới với tài nguyên cụ thể Vì cần ý sách, quyền hạn mà người dùng thực tài nguyên - Tầng kết hợp (collective) Nếu tầng tài nguyên quan tâm tới tài nguyên cụ thể tầng kết hợp xây dựng có nhiệm vụ quản lý tài nguyên mức hệ thống Các giao thức tầng không thực tài nguyên cụ thể mà thao tác tất tài nguyên lưới node khác Các dịch vụ cung cấp tầng kết hợp bao gồm: Dịch vụ thư mục: Cho phép người dùng lưới quan sát, theo dõi tài nguyên hệ thống phạm vi tổ chức mà họ có thẩm quyền Các thao tác cho phép truy vấn, tìm kiếm tài nguyên theo yêu cầu Dịch vụ môi giới, lập lịch, xác định tài nguyên: Các dịch vụ cho phép người dùng yêu cầu việc phân bố tài nguyên tới ứng dụng, lập lịch cho ứng dụng tài nguyên chấp nhận Dịch vụ theo dõi chẩn đoán: Cho phép theo dõi yêu cầu người dùng, phát lỗi có biện pháp phục hồi cụ thể Dịch vụ nhân liệu: Cho phép quản lý tài nguyên lưu trữ liệu, nâng cao hiệu truy cập liệu theo tiêu chí thời gian đáp ứng, độ tin cậy, chi phí Các hệ thống hỗ trợ lập trình môi trường lưới: Xây dựng mô hình lập trình phù hợp với môi trường lưới, sử dụng dịch vụ mức thấp tìm kiếm tài nguyên, phân bố tài nguyên, chế bảo mật… Các dịch vụ tìm kiếm dịch vụ: Tìm kiếm lựa chọn dịch vụ tốt môi trường thực dựa vào tham số ứng dụng cần thực Các dịch vụ công tác: Hỗ trợ việc trao đổi thông tin cộng đồng người dùng, đồng hay không đồng Ví dụ dịch vụ CAVERNsoft, Access Grid, hệ thống chia sẻ phần mềm theo nhóm - Tầng ứng dụng (application) Đây tầng kiến trúc phân tầng tính toán lưới Các ứng dụng lưới xây dựng sở triệu gọi hàm, dịch vụ cung cấp tầng phía Vì vậy, tầng ta phải thiết kế cài đặt dịch vụ, hàm cụ thể cho thao tác quản lý tài nguyên, truy cập liệu, tìm kiếm tài nguyên, để cho người dùng lưới cảm thấy hoàn toàn suốt Người dùng yêu cầu chạy ứng dụng, nhận kết mà ứng dụng có chạy đâu hệ thống lưới, sử dụng tài nguyên gì, đâu Vì vậy, hệ thống lưới coi máy tính ảo kết hợp nhiều tài nguyên khác Như vậy, môi trường lưới hứa hẹn nhiều lợi cho người sử dụng mà cho doanh nghiệp, tổ chức Vấn đề cấp thiết đặt cần phải xây dựng tảng cho môi trường lưới hay nói cách khác phải thiết kế sở hạ tầng lưới, thành phần dịch vụ mà lưới cung cấp 1.3 Bảo mật mô hình tính toán lưới 1.3.1 Các vấn đề bảo mật tính toán lưới Bảo mật vấn đề quan trọng mà thường xuyên nhắc đến xem xét môi trường tính toán lưới Do đầu lưới tài nguyên chia sẻ, tài nguyên máy tính truy cập từ nhiều tổ chức ảo khác Yêu cầu bảo mật đặt phải đưa thiết kế đầy đủ cho Grid Yêu cầu bảo mật cho lưới mức cao bao gồm thành phần sau: - Authentication: Cung cấp giao diện cho phép thêm vào chế xác thực phương tiện chế sử dụng - Delegation: Cung cấp chế cho phép ủy quyền truy cập xác từ người yêu cầu đến dịch vụ đồng thời bảo đảm truy cập ủy quyền giới hạn cho tác nhiệm thực với quyền hạn chế - Single logon: Điều làm giảm thực thể xác thực xác thực lại cho lần truy cập tiếp sau khoảng thời gian vào tài nguyên lưới - Credential life span and renewal: Khả làm ủy nhiệm yêu cầu hoạt động ứng dụng lưới nhiều thời gian để hoàn thành thời gian sống chứng nhận ủy quyền - Authorization: Khả kiểm soát truy cập vào thành phần lưới dựa sách kiểm soát - Privacy: Cho phép hai bên yêu cầu dịch vụ cung cấp dịch vụ xác định thực thi sách bảo mật - Confidentiality: Bảo vệ thông tin mật vận chuyển, nội dung tin nhắn thành phần theo OGSA phương thức điểm - điểm hay lưu trữ chuyển tiếp - Message integrity: Bảo đảm truy cập trái phép vào liệu phát - Policy exchange: Cho phép việc trao đổi nội dung an ninh bên yêu cầu dịch vụ bên cung cấp dịch vụ dựa thông tin sách - Secure logging: Cung cấp tảng kiểm soát dịch vụ thời gian cho phép - Assurance: Cung cấp phương tiện đủ tiêu chuẩn đảm bảo an ninh với mức độ mong muốn môi trường lưu trữ - Manageability: Yêu cầu liên quan đến vấn đề quản lý an ninh đa dạng quản lý định danh, quản lý quyền hạn 10 - Firewall traversal: Khả xuyên qua tường lửa mà không ảnh hưởng đến điều khiển cục tường lửa An toàn lưới yêu cầu ba dịch vụ tảng xác thực, ủy quyền mã hóa Một tài nguyên lưới phải xác thực trước kiểm tra hoàn thiện cho dù xử lý yêu cầu hay hoạt động bên lưới Một người sử dụng chứng thực, người dùng cấp quyền truy cập vào số tài nguyên lưới Điều dẫn đến tài nguyên lưới bị lấy, giả mạo thay đổi Để tránh trường hợp cần chế mã hóa 1.3.2 Hạ tầng an ninh lưới Phần trình bày số yêu cầu đảm bảo an ninh cho mạng lưới, giải thích cần có an ninh lưới Dưới xin trình bày mô hình an ninh lưới áp dụng GSI (Grid Security Infrastructure) Globus toolkit cung cấp GSI chế cho phép xác thực truyền thông an toàn mạng máy tính, cung cấp số dịch vụ hữu ích cho mạng lưới như: khả xác thực lẫn nhau, chế đăng nhập lần nhất, chế ủy quyền GSI dựa công nghệ mã khóa công khai, chứng thực, nghi thức truyền thông bảo mật Những chuẩn công nghiệp bảo mật thêm vào chế đăng nhập lần ủy quyền tạo nên tảng bảo mật cho lưới Xét trường hợp muốn truy cập vào lưới Trước tiên người dùng cần tạo tập khóa công khai vài gửi đến phận Certificate Autority (CA) copy mã công khai CA Hình 1.3 cho thấy việc chuẩn bị cho GSI Hình 1.3 Thao tác chuẩn bị cho GSI Quy trình xác thực ủy quyền GSI sau: 11 Hình 1.4 Thủ tục xác thực ủy quyền 1.3.3 Bảo mật cho thành phần lưới Có nhiều thành phần lưới cần đảm bảo an ninh có nhiều phương pháp đảm bảo an ninh cho lưới Dưới số phương pháp đảm bảo: - Physical security: Sự an toàn hạ tầng lưới dựa tảng an ninh khác Vấn đề cho an ninh mức vật lý cho tất máy tính lưới Môi trường vật lý hệ thống xem phần hạ tầng lưới Nếu máy chủ lưu giữ phòng mở, vần đề đảm bảo an toàn cho ứng dụng Do truy cập vật lý cần kiểm soát phần sách bảo mật Các máy chủ phải đặt nơi an toàn, chuyên dụng - Operating system security: Một đánh giá tập tin cấu hình cho hệ điều hành thành phần trung gian phạm vi dự án xác định làm phép người dùng ủy quyền truy cập dựa sách bảo mật ngăn ngừa phát truy cập trái phép Do cần phải xóa bỏ xử lý không cần thiết server, xóa bỏ người dùng, nhóm người dùng không cần thiết, xử dụng mật cho tất người dùng, cho phép trình duyệt virus,… thao tác có để đảm bảo an ninh cho hệ điều hành - Firewalls: Tường lửa sử dụng bên môi trường mạng để tách tập máy tính mà yêu cầu an ninh nhiều Việc sử dụng tường lửa thiết kế lưới giúp hạn chế truy cập từ mạng vào máy tính 12 - Host intrusion detection (máy chủ phát xâm nhập): Một lựa chọn cho việc an ninh lưới đầu tư vào máy chủ phát xâm nhập (IDS) Như ứng dụng phần mềm mà lưu trữ tệp tin quan trọng máy trạm địa phương, máy chủ phát xâm nhập thêm tầng bảo vệ phát thao tác với tập tin máy trạm mà không cho phép Ứng dụng mô hình tính toán lưới Lưới cung cấp giải pháp cho toán tính toán hiệu cao, giúp tổ chức doanh nghiệp sử dụng cách tối ưu hóa tài nguyên công nghệ thông tin tạo dịch vụ tính toán theo nhu cầu cho khách hàng thương mại miễn phí Sau xin trình bày mô hình tính toán lưới dịch vụ web XML hay thiết bị di động ứng dụng toán xử lý văn dung lượng hớn 2.1 Tính toán lưới với dịch vụ web XML Bayanihan Computing Net framework tính toán lưới dựa tảng Microsoft Net mà sử dụng dịch vụ web với mục đích: khai thác tài nguyên máy tính thông qua tính toán tình nguyện làm cho tài nguyên truy cập dễ dàng “easy to use” đồng hóa dịch vụ web tính toán 2.1.1 Tính toán tình nguyện Ý tưởng loại tính toán cho phép người dùng thông thường mạng Internet tình nguyện viên sử dụng sức mạnh máy tính cá nhân họ để xử lý tính toán chuyên sâu Bayanihan Computing Net thực thi việc tính toán tình nguyên dựa mô hình dịch vụ web PoolService Hình 2.1 Hình 2.1 Mô hình dịch vụ web PoolService Dịch vụ web cho phép client tính toán tạo nhóm tác nhiệm để tính toán tình nguyện viên lấy nhiệm vụ, thực chúng trả lại kết 13 PoolService dùng chung, client tính toán ủy quyền tải lên mã cho ứng dụng khác định dạng file assemply, sau đoạn mã tự động tải xuống tình nguyện viên cần thiết 2.1.2 Dịch vụ web tính toán Ý tưởng dịch vụ web tính toán đưa phương thức web đơn giản để client tính toán gọi để thực tính toán ứng dụng đặc biệt liệu riêng Và sau sử dụng nguồn tình nguyện tính toán song song đằng sau để thực tính toán nhanh máy tính Hình 2.2 ví dụ cách làm để dịch vụ web tính toán nhúng vào hệ thống tính toán tình nguyện Hình 2.2 Dịch vụ web tính toán nhúng vào dịch vụ web PoolService Dịch vụ web tính toán không giới hạn cho hệ thống tính toán tình nguyện mà dùng đói với nguồn tài nguyên xử lý hiệu cao khác Ví dụ mô hình lưới nhiều CWS Hình 2.3 Hình 2.3 Mô hình lưới nhiều CWS 14 2.2 Tính toán lưới với điện thoại di động Mobile OGSI.NET tạo để thúc đẩy việc chia sẻ tài nguyên hợp tác để thúc tăng kinh nghiệm người dùng Mobile OGSI.NET mở rộng cài đặt tính toán lưới OGSI.NET cho thiết bị di động Nó tảng cung cấp tốt tiềm kết nối thiết bị điện thoại di động hay tạo khả kết nối ứng dụng điện thoại hay nhiền điện thoại Ngoài cung cấp giao thức kết nối điện thoại di động với máy trạm truyền thông di động máy chủ Mobile OGSI.NET hoạt động nhiền tảng thiết bị, giải vấn đề riêng biệt loại điện thoại di động Kiến trúc Mobile OGSI.NET bao gồm tầng : Mobile Web Server, Grid Services Module Grid Services Mỗi tầng xử lý nhiệm vụ riêng biêt Hình 2.4 Kiến trúc Mobile OGSI.NET - Tầng Mobile Web Server Trong hệ thống Mobile OGSI.NET, Mobile Web Server hệ thống server HTTP phát triển trường đại học Monash, xử lý tin nhắn đầu cuối cho phép gửi xây dựng lại cho việc nhận Tầng thực với yêu cầu HTTP truyền thông cho nội dung web yêu cầu SOAP cao cho dịch vụ Web - Tầng Grid Services Module Tầng dùng để xử lý xử lý lõi cần thiết cho dịch vụ lưới Grid Services Module phân tích nội dung yêu cầu HTTP thông điệp SOAP sau 15 chuyển hướng tin nhắn đến dịch vụ lưới thích hợp Cũng giống Mobile Web Server phân kênh tin nhắn đến module tương ứng, Grid Services Module phân kênh tin nhắn cho dịch vụ lưới tương ứng - Tầng Grid Services Dịch vụ lưới chứa ứng dụng logic đơn giản NET Compact Framework Dynamic Link Libraries (DLLs) Ứng dụng phát triển độc lập xây dựng DLL riêng biệt cho ứng dụng để sử dụng dịch vụ lưới 2.3 Tính toán lưới xử lý văn số lượng lớn Hình 2.5 mô hình hệ thống xử lý văn số lượng lớn Hình 2.5 Mô hình hệ thống xử lý văn số lượng lớn Như Hình 2.5 ta thấy với toán xử lý văn với số lượng lớn, cần nhiều trạm quét để xử lý trường hợp tải cao hàng ngày tài liệu xử lý nhiều máy trạm đánh mục OCR (Optical Character Recognition) chế mạnh để tăng xử lý đặc biệt trường hợp định dang tài liệu có cách bố trí xác định OCR coi trình chậm hệ thống Và cần có nhiều máy OCR để giải nhiều tài liệu Điều dẫn đến việc ứng dụng mô hình tính toán lưới vào hệ thống Hình 2.6 cho thấy môi trường cài đặt hệ thống sau áp dụng mô hình tính toán lưới 16 Hình 2.6 Môi trường cài đặt hệ thống Khi cài đặt thử nghiệm hệ thống áp dụng mô hình tính toán lưới, kết thu khả quan Mô hình lưới giúp giải vấn đề khâu OCR làm cho hiệu hệ thống tăng đáng kế Kết luận Trong phạm vi tiểu luận trình bày tóm tắt nội dung thu nhận mô hình tính toán lưới bao gồm định nghĩa tính toán lưới, lợi ích tính toán lưới đồng thời kiến trúc tổng quan mô hình tính toán lưới Đối với hệ thống mô hình việc đảm bảo an ninh cho chúng quan trọng tính toán lưới vây Do song song với việc trình bày kiến trúc tính toán lưới đưa khái niệm chung mô hình bảo mật cho lưới Phần cuối tiểu luận đưa số áp dụng ứng dụng mô hình tính toán lưới thực Nhìn cách tổng quan, mô hình tính toán lưới đời đánh dấu bước phát triển lĩnh vực tính toán hiệu cao Cho phép tận dụng lực xử lý, lưu trữ tài nguyên nhàn rỗi khác để cung cấp môi trường tính toán có lực xử lý lớn, khả lưu trữ dồi để giải toán phức tạp cần lực tính toán cao khoa học thương mại Trong tương lai, công nghệ tính toán lưới có khả phát triển cách mạnh mẽ áp dụng với nhiều toán thực tế Tuy nhiên phải nói tính toán lưới chìa khóa vạn dùng để giải vấn đề Nó dùng để bổ trợ thay hoàn toàn công nghệ tính toán đại Các công nghệ tính toán có tồn giải phần yêu cầu tính toán lưới đặt (như toán chia sẻ tài nguyên phân tán) tính toán lưới thức giải vấn đề cách tập trung ngữ cảnh rộng nhiều 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO Link tài liệu tham khảo: http://www.mediafire.com/?6hoyae4lebonddu Sách: [1] Introduction to Grid computing redbook of IBM - 2005 [2] The Grid: Blueprint for a new computing infrastructure - 1998 Bài báo khoa học: [1] Mobile OGSI.NET: Grid Computing on Mobile Devices [2] Analysis of Grid computing as it applies to high volume document processing and OCR [3] Bayanihan computing Net: Grid computing with XML Web Services [4] Reliability and performance Model for Grid computing 18 [...]... nhúng vào một hệ thống tính toán tình nguyện Hình 2.2 Dịch vụ web tính toán nhúng vào dịch vụ web PoolService Dịch vụ web tính toán cũng không chỉ giới hạn cho các hệ thống tính toán tình nguyện mà nó còn có thể dùng đói với bất kỳ nguồn tài nguyên xử lý hiệu năng cao nào khác Ví dụ như mô hình lưới nhiều CWS ở Hình 2.3 dưới đây Hình 2.3 Mô hình lưới nhiều CWS 14 2.2 Tính toán lưới với điện thoại di... kiến trúc tổng quan của mô hình tính toán lưới Đối với mỗi một hệ thống mô hình thì việc đảm bảo an ninh cho chúng là rất quan trọng và tính toán lưới cũng vây Do đó song song với việc trình bày kiến trúc tính toán lưới chúng tôi cũng đưa ra các khái niệm chung và mô hình bảo mật cho lưới Phần cuối của bài tiểu luận đưa ra một số áp dụng cũng như ứng dụng của mô hình tính toán lưới đã được thực hiện... quan, mô hình tính toán lưới ra đời đánh dấu một bước phát triển mới trong lĩnh vực tính toán hiệu năng cao Cho phép tận dụng năng lực xử lý, lưu trữ cùng các tài nguyên nhàn rỗi khác để cung cấp một môi trường tính toán có năng lực xử lý lớn, khả năng lưu trữ dồi dào để giải quyết các bài toán phức tạp và cần năng lực tính toán cao trong khoa học và thương mại Trong tương lai, công nghệ tính toán lưới. .. tăng xử lý đặc biệt trong trường hợp các định dang và tài liệu có cách bố trí xác định OCR có thể được coi là quá trình chậm nhất trong hệ thống Và do đó cần có nhiều máy OCR để giải quyết được nhiều tài liệu Điều này dẫn đến việc ứng dụng mô hình tính toán lưới vào hệ thống Hình 2.6 cho thấy môi trường cài đặt của hệ thống sau khi áp dụng mô hình tính toán lưới 16 Hình 2.6 Môi trường cài đặt của hệ thống... cài đặt thử nghiệm hệ thống áp dụng mô hình tính toán lưới, các kết quả thu được là rất khả quan Mô hình lưới đã giúp giải quyết vấn đề trong khâu OCR làm cho hiệu năng hệ thống tăng đáng kế 3 Kết luận Trong phạm vi bài tiểu luận này chúng tôi đã trình bày tóm tắt các nội dung thu nhận được về mô hình tính toán lưới bao gồm các định nghĩa về tính toán lưới, các lợi ích của tính toán lưới đồng thời cũng... xin trình bày mô hình tính toán lưới trong dịch vụ web XML hay các thiết bị di động và ứng dụng trong bài toán xử lý các văn bản dung lượng hớn 2.1 Tính toán lưới với dịch vụ web XML Bayanihan Computing Net là một framework tính toán lưới dựa trên nền tảng Microsoft Net mà sử dụng dịch vụ web với mục đích: khai thác tài nguyên máy tính thông qua tính toán tình nguyện và làm cho các tài nguyên này có... dụng để sử dụng như dịch vụ lưới 2.3 Tính toán lưới trong xử lý các văn bản số lượng lớn Hình 2.5 dưới đây là một mô hình hệ thống xử lý văn bản số lượng lớn Hình 2.5 Mô hình hệ thống xử lý văn bản số lượng lớn Như Hình 2.5 ta thấy với bài toán xử lý các văn bản với số lượng lớn, cần nhiều các trạm quét để có thể xử lý các trường hợp tải cao hàng ngày của tài liệu được xử lý cũng như nhiều các máy trạm... use” và đồng hóa các dịch vụ web tính toán 2.1.1 Tính toán tình nguyện Ý tưởng của loại tính toán này là cho phép người dùng thông thường trên mạng Internet để cho các tình nguyện viên của mình sử dụng sức mạnh máy tính cá nhân của họ để xử lý các tính toán chuyên sâu Bayanihan Computing Net thực thi việc tính toán tình nguyên dựa trên mô hình dịch vụ web PoolService như Hình 2.1 dưới đây Hình 2.1 Mô hình. .. web tính toán là đưa ra các phương thức web đơn giản để một client tính toán có thể gọi để thực hiện các tính toán ứng dụng đặc biệt trên dữ liệu của riêng mình Và sau đó sử dụng một nguồn tình nguyện tính toán song song đằng sau để thực hiện các tính toán nhanh hơn trên một máy tính duy nhất Hình 2.2 dưới đây chỉ ra một ví dụ về cách làm thế nào để một dịch vụ web tính toán có thể nhúng vào một hệ. .. chủ phát hiện xâm nhập có thể thêm một tầng bảo vệ phát hiện bất kỳ ai thao tác với tập tin trên máy trạm mà không được cho phép 2 Ứng dụng của mô hình tính toán lưới Lưới cung cấp một giải pháp cho những bài toán về tính toán hiệu năng cao, giúp tổ chức doanh nghiệp sử dụng một cách tối ưu hóa tài nguyên công nghệ thông tin và tạo ra các dịch vụ tính toán theo nhu cầu cho các khách hàng thương mại và