½Quiero mi súper-ultra-dúper computadora YA!

Transcripción

1 ½Quiero mi súper-ultra-dúper computadora YA! con Software Libre Leandro Doctors 8vas. Jornadas Regionales de Software Libre Ciudad Autónoma de Buenos Aires (Argentina), 2008 con Software Libre

2 Acerca de mí y de dónde vengo Quien soy Graduado de la UNSJ (Licenciado en Sistemas de Información) Entusiasta del Software Libre; miembro de la CSL desde 2002 Colaborador (menor) de algunos proyectos de Software Libre Me gustan los idiomas y bailar tango (ojo, que no soy experto) De dónde vengo (San Juan, Argentina) A unos 1200 km al oeste de Buenos Aires Clima desértico (seco y con mucha variación térmica) La zona sísmicamente más activa del país (SJ es mod. '44) Provincia fuertemente agrícola (especialmente vitivinicultura) Ischigualasto, Patrimonio de la Humanidad Eoraptor Lunensis: 230 millones de años de antigüedad Cerro Mercedario (6770m s.n.m.) Obs. Astronómico El Leoncito (~350 días de luz/año) con Software Libre

3 Acerca de esta charla Introducción Una introducción al paradigma de sistemas distribuidos grid enfatizando el gran peso especíco que el software y estándares libres tienen sobre él Motivación Es un campo de investigación en el cual la losofía de desarrollo del software libre está manifestada desde un principio Contexto Es el tema de investigación que desarrollé en mi tesis de grado con Software Libre

4 Contenido 1 Introducción SL en Investigación Cientíca con Software Libre

5 SL en Investigación Cientíca Ahora vamos a ver... 1 Introducción SL en Investigación Cientíca con Software Libre

6 SL en Investigación Cientíca La idea de la Grid con Software Libre

7 SL en Investigación Cientíca La idea de Recurso Denition Recurso: cualquier elemento (tanto físico como lógico) que pueda ser utilizado para obtener un servicio informático Example Servidor, Estación de Trabajo, Sensor, Software, Infraestructura de Comunicaciones, etc. con Software Libre

8 SL en Investigación Cientíca Ahora vamos a ver... 1 Introducción SL en Investigación Cientíca con Software Libre

9 SL en Investigación Cientíca Conocimiento Cientíco y Software Libre con Software Libre

10 Ahora vamos a ver... 1 Introducción SL en Investigación Cientíca con Software Libre

11 ¾Qué es una grid? Según Ian Foster[1], el padre de la Grid, una grid 1 es un sistema informático que: coordina recursos que no están sujetos a un control centralizado usando interfaces y protocolos que sean estándares, abiertos y de propósito general para entregar una calidad de servicio no trivial. Si bien esta denición es nueva, la idea no lo es tanto, datando desde los años sesenta [2, 3]. 1 El signicado original de la palabra grid es malla o rejilla, pero la referencia principal es a la power grid, es decir, a la red eléctrica. con Software Libre

13 ¾Qué tipos de problemas puedo resolver con una grid? Respuesta Corta Problemas **GRANDES** (Big Science) con Software Libre

14 ¾Qué tipos de problemas puedo resolver con una grid? Respuesta No tan Corta Para resolver Problemas Grandes, se utilizan o se requieren gran capacidad de cálculo (problemas intensivos en cómputo); y/o gran capacidad de almacenamiento (problemas intensivos en datos); y/o grandes prestaciones, rendimiento y conabilidad de comunicación e interacción (problemas de colaboración distribuida) con Software Libre

15 ¾Qué tipos de problemas puedo resolver con una grid? Intensivos en Cómputo no pueden ser resueltos en un tiempo aceptable por ninguna de las computadoras del conjunto si trabaja aislada del resto; y/o se benecian de la ejecución de sus distintos componentes en distintas arquitecturas de hardware Campo Meteorología Militar Aeronáutica Medicina, Química Biología Astronomía Problema Simulación Climática Análisis de Hipótesis de Conictos Prototipación y Validación de Diseños Simulación de Reacciones Químicas Secuenciación de genes Simulación Astral con Software Libre

16 ¾Qué tipos de problemas puedo resolver con una grid? Intensivos en Datos se generan conjuntos tan grandes de datos que ningún depósito centralizado puede (por sí solo) contenerlos a todos ninguna computadora, por poderosa que sea, puede (por sí sola) terminar de procesar uno antes de que sea generado otro Campo Física Nuclear de Alta Energía Astronomía, Meteorología Ciencias de la Tierra Medicina Problema Colisiones de Electrones Procesamiento de Imágenes Análisis de suelos Diseño de Drogas con Software Libre

17 ¾Qué tipos de problemas puedo resolver con una grid? De Colaboración Distribuida instituciones físicamente distantes entre sí que desean permitir a miembros de una de ellas el acceso a los recursos de la otra no es factible ni/o redituable juntar físicamente al equipo requerido con quien debe y/o puede utilizarlo (por el lapso de tiempo de utilización solicitado, el costo y/o tiempo del traslado, particularidades, demanda, valor, etc.) Campo Astronomía Medicina Problema Observatorio Virtual Operación a distancia con Software Libre

19 ¾Cómo funciona una grid? Transforma los distintos recursos computacionales concretos de la infraestructura TIC que la compone en servicios abstractos Esos servicios pueden ser utilizados sin importar la composición especíca (actual o futura) de dicha infraestructura TIC con Software Libre

20 Arquitectura de una grid Análoga a la arquitectura Internet, pero con forma de reloj de arena Capas: Aplicación Colectivo Recurso(s) y Conectividad Fábrica con Software Libre

22 ¾Cuál es el estado de la tecnología grid? La tecnología grid avanza en el mundo; en muchos casos, con un rol predominante del Estado y las Universidades. Por el contrario, el estado del arte en nuestro país es incipiente. Todavía es una tecnología inmadura: hay cierta brecha entre el ámbito académico y el empresarial. Si bien en nuestro país existen grupos de investigadores[4, 5] (algunos, muy avanzados) en la tecnología grid, no existe una comunidad formalmente organizada en relación a su trabajo. La documentación sobre tecnología grid (y la tecnología misma) se encuentra casi exclusivamente en inglés, limitando el acceso a ella a quienes no hablan esta lengua. Existe un gran abanico herramientas libres para grid (liberar los desarrollos como libres es la norma en el ámbito académico). con Software Libre

24 Una Solución Grid Características generales Obtener una Solución Grid (un entorno grid que ataque exitosamente una situación especíca) es -lógicamente- un ejercicio de integración de software. Es casi seguro que debamos desarrollar algo (por pequeño que sea). Es muy difícil que dos situaciones sean tan parecidas que un tercero ya haya desarrollado exactamente todo lo necesario para resolver la considerada. Existe disponible un amplia lista de componentes de Software Libre (fácilmente ensamblables e intercambiables) para aplicaciones grid. Dicha opción suele ser no sólo la primera, sino la única a utilizarse. con Software Libre

25 Una Solución Grid Componentes Una implementación cualquiera de una solución grid tiene, en mayor o menor medida, tres tipos de componentes: Herramientas y Servicios de la comunidad grid, generalmente en la forma de middleware grid (ver arriba) Herramientas y Servicios listos para usar (o the shell) relacionados al campo de aplicación en cuestión 2 Código de Aplicación especíco, generalmente desarrollado ad hoc Dependiendo del problema, el software a utilizar será de algunos o todos los tipos mencionados arriba. 2 Puede verse un listado incompleto de aplicaciones grid clasicado funcionalmente (orientado al uso de GT) en [6] con Software Libre

26 Una Solución Grid Flujo de actividades Introducción Generalmente, la estrategia empleada para la obtención de una solución grid es el ensamblaje de componentes[7]. 1 Se identican los componentes necesarios para resolver el problema 2 Se buscan en una biblioteca de componentes 3 En caso de que se encuentren, se extraen; caso contrario, se construyen 4 Finalmente, se personalizan y se ensamblan, agregándoles valor. con Software Libre

28 Globus Toolkit (GT)[8] Conjunto de herramientas que proveen los servicios básicos para montar una grid, junto a algunas aplicaciones genéricas Implementado a nivel de middleware (entre el SO y las aplicaciones nales) Implementación de referencia de la arquitectura grid Corre en forma nativa en la mayoría de los SOs POSIX muchas distribuciones GNU/Linux; FreeBSD (Open)Solaris y Apple OS X HP-UX y AIX Licenciado bajo licencia Apache (compatible con la GPL v3) Si bien provee un conjunto de servicios grid básico, para poder llegar a implementar una solución grid completa, es necesario combinarlo con otras herramientas. con Software Libre

29 Instant-Grid (I-G)[10] Ein Grid-Demonstrations-Toolkit Distribución viva GNU/Linux basada en Knoppix[9] que integra al GT con un conjunto de aplicaciones para la generación de un ambiente grid en una red local Incluye tutoriales y documentación básica sobre grid Excelente herramienta de aprendizaje Licenciada bajo GPL v2 (mayoritariamente) Equipo de desarrollo extremadamente pequeño (dos personas) Comunidad poco participativa (el foro tiene bajísima actividad) La última versión estable data de febrero de 2008 con Software Libre

30 Hemos visto Qué es computación grid Para qué sirve Estructura interna de una grid Un vistazo del estado del arte de la tecnología el rol del SL Cómo generar una grid guía práctica herramientas libres para grid con Software Libre

31 Contacto ¾Preguntas? ¾Comentarios? ¾Críticas? con Software Libre

32 Ian Foster. What is the grid? a three point checklist. Grid Today, July Gregor von Laszewski. The grid-idea and its evolution. URL vonlaszewski-grid-idea.pdf. Hongfei Tian. Grid computing as an integrating force in virtual enterprises. Master's thesis, Massachusetts Institute of Technology, June Universidad Nacional del Sur. Laboratorio de investigacion en sistemas distribuidos. Portal del Laboratorio de Sistemas Complejos (UBA). con Software Libre

33 Seccion de hpc/grid. URL The Globus Alliance. Grid software. URL Roger S. Pressman. Ingenieria de Software Un enfoque practico. McGraw-Hill, cuarta edicion edition, The Globus Alliance. The globus toolkit. URL Knoppix. URL con Software Libre

34 Instant-grid. URL con Software Libre