Để thiết kế một ứng dụng lưới hoàn chỉnh và đạt hiệu quả mong muốn, người thiết kế phải quan tâm tới nhiều vấn đề. Cần nhấn mạnh rằng, tất cả các vấn đề nêu trên là tổng quát và tùy thuộc vào loại quy mô và mức độ phức tạp của ứng dụng mà một số yếu tố có thể được xem nhẹ. Ví dụ như quá trình thiết kế ứng dụng phục vụ cho việc phân tích dữ liệu về thời tiết có thể tập trung vào cơ chế truyền thông, hiệu năng tính toán của các tài nguyên lưới và giao diện.
Do các tài nguyên xử lý là chuyên dụng và chỉ phục vụ cho một số lượng người dùng xác định nên vấn đề thông tin tài nguyên hay vấn đề lập lịch thực hiện không quá phức tạp. Ứng dụng càng có tính đa dạng, quy mô càng lớn và độ phức tạp cao thì quá trình phân tích thiết kế càng tốn nhiều công sức và chi phí. Chính vì vậy, cách tiếp cận lưới hóa các ứng dụng đã có để thích nghi với cơ sở hạ tầng lưới được xem là có chi phí nhỏ hơn và ít rủi ro hơn so với việc thiết kế hoàn toàn mới các ứng dụng đã có. Việc triển khai trên lưới BKGrid 2005 của ứng dụng khai phá dữ liệu Weka đi theo cách tiếp cận này. Tuy nhiên không phải ứng dụng “không lưới” nào cũng có thể được lưới hóa. Phần tiếp theo trình bày sáu bước để lưới hóa một ứng dụng.
*Sáu bước lưới hóa ứng dụng
Một ứng dụng chỉ được coi là ứng dụng lưới khi nó tận dụng được các lợi thế do cơ sở hạ tầng tổ chức ảo đem lại để tăng tốc độ xử lý hay khả năng liên kết của lưới. Không chỉ có vậy, theo đặc tả OGSA thì ứng dụng lưới phải được chạy như là một dịch vụ Web trong môi trường lưới trong khi vẫn sử dụng được dịch vụ nền tảng được cung cấp bởi một cơ sở hạ tầng lưới. Ví vụ như nền tảng J2EE (Java 2 Enterprise Edition) chạy như một dịch vụ web trên nền phần đệm hỗ trợ lưới (grid enable middleware) WebSphere Application Server (WSAS) và sử dụng các dịch vụ được cung cấp bởi WSAS và cơ sở hạ tầng lưới.
40
Bước đầu tiên của quá trình lưới hóa là khảo sát quá trình thực hiện đơn giản của một ứng dụng trong một lưới. Sau đó là tìm hiểu cách các ứng dụng cần lưới hóa sử dụng hai bước đầu tiên để có thể thực thi như là các công việc theo lô đơn lẻ và dịch vụ hóa ứng dụng đó để phục vụ người sử dụng thông qua phần đệm.
Hai bước cuối cùng sẽ đưa ra một số đẳng thức khả thi để triển khai một ứng dụng sử dụng dịch vụ lưới theo cách song song. Mặc dù các bước được đề cập dưới đây là cần thiết trong quá trình lưới hóa ứng dụng nhưng không bắt buộc phải thực hiện đủ cả năm bước. Nhiều ứng dụng chỉ đạt được bước 5 và rất ít có thể đạt được bước 6. Bước 6 được chuyên biệt hóa cho một số ứng dụng được thiết kế từ ban đầu, để hỗ trợ cho mô hình xử lý song song kết nối chặt (tightly coupled) cho các chương trình mà các chương trình này tạo nên ứng dụng hoàn chỉnh.
Ngoài ra, ứng dụng không cần thiết phải thực hiện các bước một cách tuần tự, từng bước một, ví dụ như giữa bước 2: xứ lý theo lô đồng thời và bước 5 là dịch vụ song song có thể thực hiện một trong hai bước 3: xử lý theo lô song song hay bước 4: dịch vụ.
41 • Bước 1: Xử lý công việc theo lô
• Bước 2: Xử lý theo lô đồng thời • Bước 3: Xử lý theo lô song song • Bước 4: Dịch vụ
• Bước 5: Dịch vụ song song.
• Bước 6: Chương trình song song phụ thuộc chặt.
Các bước có thể được phân chia thành các giai đoạn như sau:
Giai đoạn thực hiện:
Bước 1, bước 2 và dạng thức đơn giản nhất của bước 3 với mục đích tập trung vào khả năng của một ứng dụng có thể được chạy trên lưới.
Giai đoạn thích ứng:
Dạng thức phức tạp hơn của bước 3, bước 4, bước 5, nhằm đáp ứng các chức năng và giá trị của một ứng dụng bằng cách lưới hóa ứng dụng với điều kiện không có nhiều thay đổi phần đệm của lưới. Ứng dụng tương tự có thể được cấu trúc để chạy trên môi trường phi lưới. Ứng dụng sau khi đã đạt đến giai đoạn này đã hội đủ các điều kiện để có thể trở thành một ứng dụng lưới.
1 2
4 3
5 6
42 Giai đoạn khai thác:
Ứng dụng đạt được bước 6 sẽ khai thác lưới hay cơ sở hạ tầng các cụm máy tính cho mục đích là thực hiện trên lưới. Các ứng dụng qua sáu bước không thể hoàn thành một cách chính xác và thành công nếu như không được chạy trên lưới.
Các bước có liên quan đến nhau theo nghĩa là bước sau được phát triển trên cở sở bước trước nó. Ví dụ: một ứng dụng hiện thời có thể được lưới hóa theo cách mà một đơn vị tính toán hướng tài nguyên của nó được chạy như một công việc theo lô trên bất cứ một tài nguyên tính toán nào trong lưới (bước 1). Lưới đó sẽ quyết định việc thực thi công việc vào thời gian chạy ứng dụng. Sau đó, bằng việc loại bỏ các tác nhân cản trở việc thực thi đồng thời, ứng dụng đó được coi như là một tập bao gồm các thể hiện công việc theo lô độc lập nhau được chạy đồng thời trên các node lưới (bước 2). Cách này làm cho toàn bộ ứng dụng chạy nhanh hơn và hiệu quả hơn, xử lý được nhiều đầu vào hơn là chỉ chạy duy nhất một thể hiện vào một thời điểm.
Ứng dụng có thể thực hiện tiếp thông qua một trong hai cách sau:
+ Ứng dụng có thể được thiết kế lại theo cách là phần công việc đã được lưới hóa không chạy như là tập các công việc song song mà được thực hiện như là một dịch vụ (bước 4 ).
+ Cuối cùng các thành phần của ứng dụng có thể được thiết kế lại ở mức cao hơn như là các dịch vụ có trạng thái, được gọi từ xa và thực hiện một cách song song (bước năm). Đối với một ứng dụng bình thường tức là ứng dụng được thiết kế để thực hiện trên các máy đơn, bước 5 là đủ cho quá trình lưới hóa. Bước 6 thông thường không đạt được cho các ứng dụng sẵn có bởi chi phí để thiết kế lại một ứng dụng có thể cao hơn những lợi ích mà ta có thể thu lại. Do đó, tốt hơn là để có một ứng dụng lưới hoàn chỉnh ta thiết kế lại các chương trình song song phụ thuộc chặt ngay từ lúc xây dựng ứng dụng.
43
Chương3. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN LƯỚI GIẢI BÀI TOÁN TRONG
AN TOÀN THÔNG TIN
3.1. BÀI TOÁN TÌM SỐ NGUYÊN TỐ MERSENNE