Globus Toolkit

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Os slides dão uma visão geral do que é o Globus Toolkit, da sua arquitetura e do seu uso.
Ah, a propósito, o Globus é considerado um padrão para computação em grade!

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Globus Toolkit

  1. 1. André Luis | Carlos Filho | Fabio Pires | Gabriel Gamaniel Juliane Silva | Marcelo Pacheco | Wallace Duarte Globus Toolkit
  2. 2. Agenda Vamos falar sobre Globus Toolkit... 1. Introdução 2. Arquitetura 3. Hello World! 4. Estudos de Caso 2
  3. 3. O que ser Globus Toolkit? 3 Introdução
  4. 4. ... Antes, a gente precisa saber o que é Computação em Grade. O que é Globus Toolkit? 4 Introdução
  5. 5. Computação em Grade • Altos custos envolvendo o processamento de um grande volume de dados em super computadores dedicados; • Constante melhoria e desenvolvimento de projetos computacionais. Os tópicos acima nos trouxeram a ideia do uso de computadores pessoais independentes interconectados em rede como forma de processamento de dados. 5 Introdução
  6. 6. • Governos, empresas e organizações de desenvolvimento e pesquisa têm trabalhado em associação para a criação de redes de “super computação”. • Essas redes podem oferecer um gama de recursos através de cada computador conectado. 6 Introdução Computação em Grade
  7. 7. ... Tendo em vista isso, surgiram as grades computacionais! Grade computacional é um novo conceito que explora as poten- cialidade das redes de computadores, com o objetivo de: • Disponibilizar camadas virtuais que permitam ao usuário o acesso a aplicações mais exigentes; • Aderir a comunidades virtuais de grande escala e com uma grande diversidade de recursos. 7 Introdução Computação em Grade
  8. 8. ... Para utilizar esse modelo de sistema são necessários diversos protocolos, padrões e ferramentas. 8 Introdução Computação em Grade
  9. 9. O que é Globus Toolkit? Agora simmm, vocês podem perguntar... 9 Introdução
  10. 10. Globus Toolkit Como dito anteriormente, “... Para utilizar a computação em grade são necessários diversos protocolos, padrões e ferramentas”. 10 Introdução
  11. 11. Buscando o desenvolvimento de padrões comuns, esses parceiros: Vêm desenvolvendo um conjunto de especificações técnicas e ferramentas de software para esta finalidade, que é o Globus. 11 Introdução Globus Toolkit
  12. 12. • O Globus é considerado um padrão para computação em grade! • Teve início em 1997, liderado pelo pesquisador Ian Forster. • E, até hoje, chama atenção de grandes empresas, como a IBM. Seu objetivo é baseado no desenvolvimento de protocolos padrões para permitir a interopera- bilidade entre as infraestruturas. 12 Introdução Globus Toolkit
  13. 13. Arquitetura do Globus Toolkit Somos engenheiros, mas vamos falar um pouco de arquitetura, huaha... (ok, não teve tanta graça :p) 13 Arquitetura
  14. 14. Arquitetura do Globus Toolkit 14 Arquitetura • A arquitetura do Globus Toolkit 4 é com- posta por diversos componentes de SW. • Esses componentes estão nas 5 categorias: 1. Segurança; 2. Gerenciamento de dados; 3. Gerenciamento de execução; 4. Serviços de informação; 5. Construção de serviços.
  15. 15. Globus Toolkit: Segurança • Os componentes de segurança do GT4 implementam protocolos para proteção de mensagens, autenticação e delegação. • Por default, todo usuário e recurso computacional possui uma credencial de chave pública. 15 Arquitetura
  16. 16. Globus Toolkit: Gerenciamento de Dados • Os componentes dessa categoria implementam desde serviço de alto desempenho para transferência de arquivos até acesso e integração de dados resistentes em banco de dados relacionais. • GridFTP, RFT, RLS, OGSA-DAI, DRS. 16 Arquitetura
  17. 17. Globus Toolkit: Gerenciamento de Execução • O GRAM é o componente básico do GT4 para submeter, monitorar e controlar tarefas em computadores remotos. • Enquanto que o gerenciamento de espaço é responsabilidade do componente WMS. 17 Arquitetura
  18. 18. Globus Toolkit: Serviços de Informação • São serviços que permitem que o usuário obtenha informações sobre os recursos da grade. • Index Service, Trigger Service. 18 Arquitetura
  19. 19. Globus Toolkit: Construção de Serviços • O GT4 inclui software para possibilitar o desenvolvimento de componentes que implementem interfaces para serviços Web. 19 Arquitetura
  20. 20. Hello World! 20 Hello World!
  21. 21. Instalação do Globus Toolkit Existem 2 tipos de distribuição: 1. Distribuição binary • Construir uma gride; • Desenvolver aplicações usando as bibliotecas já prontas. 2. Distribuição source • Fazer mudança no código do Globus; • Solucionar erros encontrados no código fonte. 21 Hello World!
  22. 22. Hello World, que nada... #CarlosXatiado 22 Hello World!
  23. 23. 23 Hello World! Hello World!, que nada...
  24. 24. 24 Hello World! Hello World!, que nada...
  25. 25. Criação e Execução de uma APP 25 Hello World! Rapidinho...
  26. 26. O usuário... 1. Programa a sua aplicação distribuída utilizando ferramentas de desenvolvimento de aplicações (dentre elas, o Globus Toolkit); 26 Hello World! Criação e Execução de uma APP 2. Especifica os seus requisitos de QoS (memória, SO,...); 2. Submete sua aplicação ao escalonador de aplicação da grade;
  27. 27. O escalonador de aplicação de recursos da grade... 3. Realiza uma descoberta de recursos e suas características usando o serviço de informação da grade; 27 4. Identifica a disponibilidade dos recursos por meio de uma busca em um diretório de mercado da grade; 5. Identifica uma lista fornece- dores de recursos. Então, sele- ciona os melhores; Hello World! Criação e Execução de uma APP
  28. 28. 6. O escalonador de aplicação escalona e envia as tarefas para os escalonadores de recursos, responsáveis pelos recursos escolhidos; 7. O agente local do usuário no recursos executa e monitora a tarefa e retorna os resultados para o escalonador; 8. O escalonador de aplicação coleta os resultados e repassa para o usuário. 28 Hello World! Criação e Execução de uma APP
  29. 29. 29 Visualizandootodo... Hello World! Criação e Execução de uma APP
  30. 30. Afinal, o que dá pra fazer com o Globus? Depois de blá-blá-blá, a pergunta que não quer calar é... 30 Estudos de Caso
  31. 31. O que deve ser feito? • Cadastrar e gerar um certificado a cada usuário do sistema; • Para, quando o usuário fizer login, o seu certificado ser usado para acessar os recursos do ESG. ESG – Segurança/Autenticação 31 Estudos de Caso ESG (Earth System Grid) usa o Globus para autentica- ção dos usuários. Detalhe, o sistema só possui alguns milhões de usuários;
  32. 32. E como ele faz isso? Tam dam dam daaaaammm, ele usa o PURSE. PURSE é uma solução integrada do Globus. Ele fornece uma interface web para cadastro e autenticação do usuário e muito mais. “Lembre-se o globus é um kit de soluções”. #IgualAoBombril 32 Estudos de Caso ESG – Segurança/Autenticação
  33. 33. O PURSE é usado da seguinte maneira: 1. É criada uma interface web para cadastro dos usuários; 2. Quando uma conta é criada, um certificado é gerado para essa conta, através do CA simples e Myprox; 3. Cada conta, com seus respectivos certificados, é armazenada no bando de dados; 4. Quando o usuário faz login, o certificado é associado a ele, através do serviço myprox. 33 Estudos de Caso ESG – Segurança/Autenticação
  34. 34. Passos do usuário e do sistema: 1. O usuário preenche o formulário de cadastro; 2. O administrador do ESG recebe o pedido de cadastro, valida e faz um pedido de um certificado para CA; 3. O certificado é gerado e armazenado no servidor Myprox; 4. Um email é enviado para o usuário, informando que sua conta foi ativada; 5. O usuário faz login e o certificado do usuário é validado; 6. O usuário acessa (ou não) os serviços da grid. 34 Estudos de Caso ESG – Segurança/Autenticação
  35. 35. E o resultado? Simples e eficiente... 35 Estudos de Caso ESG – Segurança/Autenticação
  36. 36. E o resultado? 36 Estudos de Caso ESG – Segurança/Autenticação
  37. 37. • A simulação foi realizada utilizando Nektar (SW desenvolvido pela universidade) e foi a primeira simulação de alto desempenho a executar de forma distribuída utilizando sistemas em vários sites TeraGrid. Brown – Simulador de Fluxo de Sangue 37 Estudos de Caso A Universidade de Brown usa o Globus para simular o fluxo de sangue através das artérias humanas.
  38. 38. Esta imagem mostra a velocidade (setas vermelhas) e pressão (cor super- ficial) dentro de uma estrutura arterial ramificado, tridimensional. 38 Estudos de Caso Brown – Simulador de Fluxo de Sangue
  39. 39. • Os cientistas simularam abalos sísmicos calculando o efeito das ondas de choque que se propagam através de várias camadas de um modelo geológico. 40 TB de dados por execução de simulação. SCEC – Simulador de Terremotos 39 Estudos de Caso O Centro de Terremotos do Sul da Califórnia utiliza o Globus para simular terremotos e seus dados.
  40. 40. Esta imagem mostra movimento de terra de San Joaquin Valley CA para o México, através da bacia de Los Angeles, momentos depois de uma ruptura simulada. Azul e lobos vermelhos retratam movimento em direções opostas causadas por ondas de choque ao longo da falha. 40 Estudos de Caso SCEC – Simulador de Terremotos
  41. 41. • Os físicos utilizaram o Globus Toolkit para aproveitar o poder de múltiplos supercomputadores para simular os efeitos gravitacionais de colisões de buracos negros. • A equipe, que inclui pesquisadores da Argonne National Laboratory, da Universidade de Chicago, da Northern Illinois University e do Instituto Max Planck de Física Gravitacional foi premiada com um prestigiado prêmio Gordon de Bell pelo trabalho. 41 Estudos de Caso SCEC – Simulador de Terremotos
  42. 42. • Acelerador de partícula: • 7 Tev (prótons); • 574 Tev (nuclear chumbo). • Criado pelo CERN (Organização Eu- ropeia para a Pesquisa Nuclear): • Demora de 30 anos para contruir; • Investimento de 14,5 bilhões. CERN - Grande Colisor de Hadrons (LHC) 42 Estudos de Caso
  43. 43. Algumas curiosidades: • Subsolo, 27 quilômetros de circunferência. • Frio: • Maior sistema criogênico do mundo; • 1.9 kelvin (-271,3 °C); • Espaço sideral (- 270.5 °C). • 120MV para funcionar: • Consumo de120 mil casas; • Custo de 60 milhões para funcionar. 43 Estudos de Caso CERN - Grande Colisor de Hadrons (LHC)
  44. 44. Stephen Hawking acredita que a “Partícula de Deus” pode destruir o universo. :o 44 Estudos de Caso CERN - Grande Colisor de Hadrons (LHC)
  45. 45. Alguns dados sobre o projeto e a rede: • 700MB por segundo; • 15 petabytes por ano; • Gravados em CD, torre de 20km; • 100 mil dvd; 45 Estudos de Caso CERN - Grande Colisor de Hadrons (LHC)
  46. 46. • Camada 0: • Sistema de computação do CERN; • Processa as informações e as divide em porções para as demais camadas. • Camada 1: • 12 locais divididos entre países do CERN; • Conexão com link dedicado. 10 gigabytes; • Processa e despacha as informações. • Camada 2: • 100 locais (universidades e instituições científicas); • Conexão convencional; • Devolvem os dados processados. 46 Estudos de Caso CERN - Grande Colisor de Hadrons (LHC)
  47. 47. Estudos de Caso CERN - Grande Colisor de Hadrons (LHC) E assim é como funciona o LHC:
  48. 48. 48 Bem, é isso. Apostamos que vocês têm dúvidas, então... Façam perguntas.Ou não, rs. Obrigada! Obrigado!

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