1.2 Tính toán lưới
1.2.3 Hạ tầng lưới
Hiện nay, có khá nhiều hạ tầng lưới đã được phát triển như Globus Toolkit, Legion, Unicore, gLite, v.v. Do tính phức tạp của việc tìm hiểu và triển khai hạ tầng lưới, nên trong luận án sẽ chọn Globus Toolkit (GT) đã được lựa chọn. Có hai lý do giải thích cho sự lựa chọn này:
- Thứ nhất: đây là hạ tầng đang được triển khai cài đặt trong Viện quốc tế về khoa học và kỹ thuật tính toán (ICSE), Đai học Bách Khoa Hà Nội nơi luận án thực hiện nghiên cứu.
- Thứ hai: hạ tầng này hỗ trợ đầy đủ cho các yêu cầu của việc triển khai khung cộng tác, nhất là các hạ tầng tính toán và khả năng hỗ trợ hướng dịch vụ được triển khai từ phiên bản 4 (Globus Toolkit 4 – GT4).
Chi tiết về phần thiết kế và triển khai khung cộng tác trên môi trường lưới GT4 sẽ được trình bày ở Chương 4. Trong phần sau, luận án sẽ giới thiệu sơ bộ về môi trường này.
Globus Toolkit
Từ cuối những năm 90, bộ công cụ Globus Toolkit (GT) [36] đã được phát triển như một hạ tầng mã nguồn mở nhằm hỗ trợ sự phát triển của các ứng dụng lưới hướng dịch vụ. Phiên bản được sử dụng trong luận án là bản 4.0 (thường được gọi tắt là GT4), giải quyết được những vấn đề thông dụng nhất của mọi ứng dụng lưới như an ninh, quản lý tài nguyên, quản lý thực thi, truyền dữ liệu, quản lý thông tin, v.v. Do sử dụng mã nguồn mở, cùng với khả năng trợ giúp kỹ thuật tốt, GT4 ngày càng trở nên một lựa chọn tốt cho những nhà phát triển các ứng dụng lưới, cũng như các hạ tầng lưới khác.
GT4 là một công cụ hạ tầng lưới cài đặt chuẩn WSRF và kiến trúc OGSA. Tuy nhiên, GT4 có hạn chế là chỉ chay trên nền Linux. Trong Hình 1-8 là so sánh các lớp của OGSA với các thành phần của GT4.
28
- Các dịch vụ hạ tầng: Đây là thành phần chính của kiến trúc này. Được xây dựng theo kiến trúc hướng dịch vụ (SOA) và dịch vụ WEB. Các dịch vụ này được nhóm theo chức năng như Quản lý thực thi (GRAM), Truy nhập và truyền dữ liệu (OGSA-DAI, GridFTP, RFT), Giám sát và khám phá dịch vụ (Index, Trigger, WebMDS), An ninh (MyProxy, SimpleCA).
Hình 1-8: Quan hệ giữa OGSA và Globus Toolkit 4.
- Các Container: ba container được sử dụng để chứa các dịch vụ do người dùng định nghĩa mà có thể được viết bằng một trong các ngôn ngữ lập trình Java, C hoặc Python. Các container này hỗ trợ một số đặc tả dịch vụ WEB (Web service specifications) như WSRF, WS-Notification và WS-Security.
- Các thư viện cho client: các thư viện này cho phép nhà phát triển ứng dụng viết các chương trình client bằng Java, C và Python. Các chương trình này có thể gọi các thao tác của các dịch vụ (gồm các dịch vụ hạ tầng hoặc dịch vụ do người dùng định nghĩa).
Các chức năng chính của mỗi thành phần của GT4 như sau:
- DAI (Data Access Integration): cung cấp khả năng truy nhập và truy vấn đến cơ sở dữ liệu quan hệ và XML.
- GRAM (Grid Resource Allocation & Management): Cung cấp giao diện dịch vụ WEB quản lý việc thực thi các công việc tính toán trên các máy tính ở xa: khởi tạo, chạy và giám sát trạng thái của các công việc.
Dịch vụ thông tin Dịch vụ dữ liệu Dịch vụ QL tài nguyên Dịch vụ QL thực thi Dịch vụ an ninh Dịch vụ tự quản
Grid Resource Allocation & Management Workspace Mgmt Community Scheduling Framework Grid Telecontrol Protocol
WebMDS Index Trigger
GridFTP Reliable File Transfer
Data Replication
Data Access & Integration
Community Authorizatio
Authentication Delegation Credential Management
29
- GridFTP & RFT (Grid File Transfer Protocol and Reliable File Transfer): GridFTP cho phép các client thực hiện việc di chuyển dữ liệu một cách tin cậy, an toàn và có hiệu năng cao nhờ các thư viện và các công cụ. Qua mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network), tốc độ truyền dữ liệu đầu cuối của nó có thể đạt đến 27Gbit/giây. Trong khi đó, dịch vụ RFT quản lý một cách tin cậy việc truyền đồng thời nhiều GridFTP.
- VOMS (VO Management System): Hệ thống này là một phần mềm độc lập với công cụ GT4. Hệ thống này quản lý dữ liệu ủy quyền trong việc cộng tác trong khuôn khổ các tổ chức ảo, cung cấp một cơ sở dữ liệu về vai trò và khả năng của người dùng. Ngoài ra cũng cung cấp tập các công cụ truy nhập và thao tác trên cơ sở dữ liệu đó. Nội dung của cơ sở dữ liệu được sử dụng để tạo ra các thông tin chứng thực lưới cho người dùng.