INVESTIGACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE COMPUTACIÓN

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1 INVESTIGACIÓNDETECNOLOGÍASDECOMPUTACIÓN GRIDYVIRTUALIZACIÓN ENERO DICIEMBRE2009 DIRECTOR EJECUTIVO INICTEL-UNI ING. TOMAS PALMA GARCÍA DIRECTOR DE INVESTIGACIÓN INICTEL-UNI - DIDT ING. DANIEL DÍAZ ATAUCURI JEFE DEL ÁREA DE APLICACIONES TELEMÁTICAS ING. ELMER GUIDO ALEJANDRO ROJAS INVESTIGADORES JOEL ENYELBER TELLES CASTILLO EDUARDO MENDOZA VILLAIZAN CARLOS BERNARDO SÁNCHEZ GONZALES Lima,Diciembre2009

2 MemoriaDescriptiva Resumen ElpresenteproyectobuscadesarrollarunaplataformaGRID,quepermitabrindardemanera permanenterecursosinformáticosdealtacapacidaddeprocesamientoyalmacenamientode datos,independientementedesuubicacióngeográfica. GrupodeTrabajo NombreyApellidos Perfil Área ElmerGuidoAlejandro InvestigadorPrincipal DIDT AAT JoelTellesCastillo Investigador/Analista DIDT AAT CarlosSánchezGonzales Investigador/Analista/Programador DIDT AAT EduardoMendozaVillaizan Investigador DIDT AAT Objetivos Implementar una plataforma GRID para potenciar la capacidad de cálculo y procesamientoentreelimcaeinictel UNI. BrindaralIMCAlasfacilidadesdeacceso,conectividadyprocesamientodelGrid dellaboratoriodeaplicacionestelemáticasdelinictel UNI. Produccióndeconocimientoscientíficos tecnológicos. PromoverlaformacióndeClustersCientíficosMultidisciplinarios. Brindarfacilidadesdeaccesoalacomunidadcientífico académicasquenocuenten con una infraestructura de cómputo de acuerdo a sus necesidades de investigación. MaterialyMétodos 08servidoresHPmodeloProliant150 01servidordeAplicacionesHPmodeloProliant380 01KVM8Puertos 02Swich 01Router 01Monitor RedAcadémicaAvanzadaPeruana EnlaceInalámbricoINICTEL UNIAlIMCA La metodología a utilizar para el desarrollo del presente proyecto se encuentra enmarcada dentrodelasfasesdelametodologíacientíficadedesarrollo: Documentación. ExperimentacióndelGridPilotoImplementado. AnálisisypruebasdelaImplementación. Implementacióndealgoritmoparalelizables. Reportedeanálisisyresultados. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página2

3 AplicacióndelProyecto Dentro del contexto tecnológico actual la informática, contribuye en gran medida a la resolucióndemillonesdeproblemasendiferentesámbitosydisciplinas,constituyendohoyen díaelmotordeprocesamientoyfuentederecursosabsolutamenteimprescindible. Lainformáticahavistolaluzdesuevoluciónenlasactividadescientíficas,másprecisamente ensusnecesidadesdealmacenamientoyprocesamientodedatos.ysibienenlamayoríade loscasoslacienciayotravariedaddedisciplinashanvistosatisfechossusrequerimientos,aún quedandesafíosabordablesqueesperanaseratendidos.unclaroejemploeslacapacidadde procesamiento requerida en ambiciosos proyectos de investigación científica, simulaciones a gran escala, toma de decisiones a partir de grandes volúmenes de información y cientos de casosimaginablesquenoencuentranunasolución,oquizápartedeella,enlasherramientas disponiblesenlatecnologíaactual. Enestoscasos,niaúnlasupercomputadoramássofisticadadisponibleenelmercadopodría satisfacer la capacidad de procesamiento necesaria en casos donde el volumen de datos manipulado es de varios petabytes. Si bien un gran acercamiento a la resolución de estos problemas de enorme potencia de cálculo fue logrado mediante clusters o granjas de computadoras, surgidos a principios de los 80, aún seguían conservándose los recursos en forma dedicada. Existen también otras situaciones en que no sólo se persigue gran procesamiento,sinoquetambiénsebuscalograrnivelesdeconectividadycooperaciónentre proyectos científicos y académicos de gran escala que no han podido lograrse ni siquiera medianteinternet. Muchas aplicaciones difundidas a través de Internet han ofrecido un modo más descentralizadoparalogrargranpotenciadecálculograciasalaprovechamientodeltiempode CPU inactiva aportado por sus usuarios, pero a pesar de este avance de importancia revolucionaria existen objetivos más ambiciosos de conectividad entre proyectos que se ven limitados en la red de redes. En realidad, el e mail y la World Wide Web proveen modos básicosdetrabajoconjuntoperonosehalogradovincularycompartirdatos,computadores, sensores y demás recursos creando una entidad virtual. Es entonces aquí donde surge el conceptode computacióngrid (Encastellano:rejilla,tramado,entrelazado,enrejado). Entrelasáreasdeaplicacióndeestatecnologíasepuedenmencionar: Gobiernos y Organizaciones Internacionales: En respuesta ante desastres (inundaciones,incendios,terrorismo,etc),planificaciónurbana,modeloseconómicos, etc. En el mundo de la Medicina: La unión de recursos (tales como bases de datos administrativasyarchivosdehistoriasclínicaseimágenesmédicas)ydeinstrumentos especializados abre la puerta a una gran variedad de nuevos procedimientos de diagnósticomejoradosgraciasalaayudadeordenadores,enbaseaunanálisisrápido DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página3

4 deimágenesmédicascomplejasylacomparaciónautomáticaconarchivosdistribuidos paraencontrarcasossimilares. En la Educación: Las Bibliotecas Electrónicas y los centros de e Educación se beneficiarándelasherramientasbasadasenelgridparaelaccesoadatosdispersosy la creación de aulas virtuales con estudiantes, recursos y profesores distribuidos. Ya estamospresenciandoalgocomoestoenlaweb,yelgridmejoraráenormementela situaciónactual. Empresas y Grandes Corporaciones: Las grandes empresas tienen delegaciones, datos, personal y recursos distribuidos por todo el mundo. Un enfoque basado en GRID permitirá la creación de medios para realizar aplicaciones a gran escala tales comoeldiseñoasistidoporordenadorutilizando,simultáneamente,recursossituados enmuchoslugares. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página4

5 TABLADEC ONTENIDO 1.1 Introducción Antecedentes MotivodelaInvestigación FundamentosTeóricos a) LaPosibilidaddeCompartirRecursos b) Accesoseguro c) Lautilizacióneficientederecursos d) Redesdecomunicacionesrápidasyfiables e) Estándaresabiertos ObjetivosdelProyecto DescripcióndelProyecto CAPITULOII:ESTADODELARTE ESTADODELARTE ProyectosdeInvestigaciónconfinescomunes c) GlobusProject h) TeraGrid i) CrossGrid j) OpenMolGRID k) UKe Science l) EGEE(EnablingGridsfore ScienceinEurope) m) EELA2(E infraestructuracompartidaentreeuropaylatinoamérica) ModelosdeProgramaciónGridActuales a) MPICH b) OpenMP c) RPC(RemoteProcedureCall) d) RMI(JavaRemoteMethodInvocation) e) P2P(PEERTOPEER) f) XCAT(ExtremeClusterAdministrationToolkit) DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página5

6 CAPITULOIII:PROPUESTADELAACTIVIDADDELAINVESTIGACIÓN PROPUESTADELAACTIVIDADDELAINVESTIGACIÓN InvestigaciónyEvaluacióndelasTecnologíasdeComputaciónDistribuidas GlobusToolkit2(GT2) Introducción Glite InterfazdeUsuario(UI) ElementodeComputacion(CE) AlmacenamientodeElementos(SE) ServiciodeInformación(IS) ServiciodeAdministracióndelVolumendeTrabajo(WMS) AutoridadCertificadora TecnologiasdeVirtualización Virtualizacióndeplataforma TiposdeVirtualizacióndeplataforma VentajasdelaVirtualización Arquitecturasdevirtualización ScientificLinux DiseñodelaArquitecturaGridINICTEL UNIBasadoenGlite EquipamientoeinfraestructuraaUtilizarenelnododelINICTEL UNI CaracteristicasdelosEquiposautilizar CAPITULO IV : ArquitecturadelGridINICTEL IMCA 4.1 Cluster BeneficiosdelaTecnologíaCluster ClasificacióndelosCluster ComponentesdeunCluster Nodos Almacenamiento SistemaOperativo ConexionesdeRed Middleware AmbientesdeProgramaciónParalela DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página6

7 SistemasClustersImplementados ClustersenAplicacionesCientíficas ClustersenAplicacionesEmpresariales GestióndeRecursosDistribuidos:SistemasGestoresdeColas SistemasdeColas PBS SGE...74 CAPITULOV : CalidaddeServicioenelEntornodela ComputaciónGrid 5.1 Introducción EstadodelArtedeQoSenComputaciónGrid ModelosdeInformaciónGrid ModelosdeInformaciónsobreCalidaddeServicio AnálisisComparativoparalosModelosdeInformación OntologíaparaRecursosGridysusPropiedadesdeCalidaddeServicio(QoS) SistemadeMedidaparalaFiabilidaddelosRecursosGrid CalidaddeServiciodeRedenSistemasGRID:UnModelodeAgente deanchodebanda ArquitecturadelAgentedeanchodebanda...93 CAPITULO VI : ImplementacióndelGridINICTEL IM CA 6.1 PruebasdelEnlaceInalambrico InstalacióndelScientificLinux 110.3InstalacióndellaAutoridadCertificadora InstalacióndelSistemadeMenbresiadelaOrganizaciónVirtual(VOMS) InstalacióndelSistemadeInterfazdeUsuario(UI) InstalacióndelSistemadeGestióndeCargadeTrabajo(WMS) InstalacióndelSistemadelElementodeComputo(CE) InstalacióndelosNodosdeTrabajo(WN) ManualdeUsuario 207 CAPITULO VII : PruebasdeFuncionabilidaddelGridINICTEL IM CA DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página7

8 7.1PruebasdeJobParametrizables PruebasdeJobDAG PruebasdeColeccionesdeJob..227 Conclusiones Bibliografia. 234 Anexo01Curso TallerdeComputaciónGridGlobusToolkit Anexo02PortalWebInformativodelProyecto..251 DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página8

9 CAPITULOI :FUNDAMENTOSDELA INVESTIGACIÓN 1.1 Introducción La producción científico académica requiere de un entorno de infraestructura adecuada y sobre todo de vanguardia tecnológica que le brinden a los profesionales encargados de realizar investigación básica, aplicada o desarrollo tecnológico, las herramientas necesarias tanto a nivel software como hardware para poder realizar y explotar al máximo sus capacidades y obtener productos adecuadoseidóneos. De igual modo no es menos conocido que la necesidad de contar con equipamientodegrandescapacidadesypotenciasdecálculo,esunalimitanteen nuestro medio sobre todo a nivel estado, específicamente en las universidades públicas, sin embargo también existen entornos en los cuales la dotación de infraestructura existe y su máxima capacidad no es explotada en su verdadera magnitud. Porlotantoelpresenteproyectojustamentetratadeacogertecnologíavigentey devanguardiayentornoaellaoptimizarrecursosyconellobrindarfacilidadesa lacomunidadcientíficoyacadémica. ElProyectotiendeadesarrollarunaplicativoenbaseaunaplataformaGRID,que permitirá brindar de manera permanente sin restricciones, a los diversos entornos y comunidades científicas académicas que así lo requieran, el poder disponer de manera remota de recursos informáticos de alta capacidad de procesamiento y almacenamiento de datos, superando con ello las limitaciones dedisponibilidadderecursostécnicosdelosusuarioslocales,nosiendoporello lasdistancias,accesoniconectividadunfactorlimitante. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página9

10 1.2 Antecedentes Lageneracióndeconocimientosyacopiodeexperienciasesunprocesodinámico, permanente y de evolución constante y en ello un papel importante juega las Tecnologías de Información y Comunicaciones, las cuales brindan las facilidades tecnológicas y herramientas aplicativas para dicho fin, cual es la producción de nuevosconocimientosyaplicaciones. Asimismosomosconscientesytenemosconocimientoqueenlospróximosaños lasactividadesdee cienciageneraranunagrancantidaddeinformación,yporlo tanto estos datos necesitarán una plataforma capaz de procesar y almacenar dichocaudaldeinformación. ElINICTEL UNIcomoinstitucióncuyosobjetivosseenmarcandentrodeloquees Investigación científica, desarrollo e innovación tecnológica en el campo de las Tecnologías de Información y Comunicaciones, considero una brillante oportunidad el poder brindar a la comunidad científica y académica su experiencia y aporte en lo que a desarrollo de herramientas aplicativas y tecnologíasserefiere,contandoparaellocomosocioestratégicoalacomunidad del IMCA UNI; institución dedicada a la investigación en ciencias matemáticas facilitando el dialogo entre dicha comunidad científica y otras disciplinas, tales comolaingeniería,meteorología,economía,ecología,etc.querequierenparasu soluciónelconocimientodematemáticaavanzada. Por tanto INICTEL UNI, aplica y participa de la convocatorio realizada por el CONCYTEC, institución que a través del PROCYT (Proyectos de Ciencia y Tecnología), promueve, subvenciona e incentiva las acciones referidas al desarrollo en lo que es ciencia y tecnología se refiere, siendo aceptado el presenteproyecto,elcualfiguradentrodelplandeactividadespropuestasporel Área de Aplicaciones Telemáticas de la Dirección de Investigación y Desarrollo Tecnológico. 1.3 MotivodelaInvestigación LaimplementacióndeunaplataformaGRIDnosóloresultarábeneficiosasinoque sehacenecesariaparaeldesarrolloinvestigacionescientíficasmultidisciplinarias cuyademandadegrandesvolúmenesdeprocesamientodeinformaciónpueden serejecutadasaprovechandolosrecursoscomputacionesdecadanododelared de una manera mucho más eficiente, logrando así fomentar y dinamizar la investigaciónmultidisciplinaria. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página10

11 1.4 FundamentosTeóricos Podemosdescribir,deformasucinta,enfuncionamientodelGRIDdelsiguientemodo: El GRID descansa sobre un software, denominado middleware, que asegura la comunicación transparente entre diferentes ordenadores repartidos por todo el mundo. Elsegundoelementoesunmotordebúsquedaquenosóloencontrarálosdatos que el usuario necesite, sino también las herramientas para analizarlos y la potenciadecálculonecesariaparautilizarlas. Alfinaldelproceso,elGRIDdistribuirálastareasdecomputaciónacualquierlugar delaredenlaquehayacapacidaddisponibleyenviarálosresultadosalusuario. Estefuncionamientosesostieneencincopilaresbásicos: Laposibilidaddecompartirrecursos. Laseguridad accesoseguro. Elusoeficientedelosrecursos. Redesdecomunicacionesfiablesqueeliminenlasdistancias. Estándaresabiertos. Sedetallarancadaunodeestospuntos: a) LaPosibilidaddeCompartirRecursos EstaeslaideaqueestádetrásdelGRID,poderutilizarrecursosremotosquenos permitanrealizartareasquenopodríamosabordarennuestramáquinaocentro detrabajo. Laideavamásalládelsimpleintercambiodeficheros;setratadelaccesodirectoa software, ordenadores y datos remotos, así como acceso y control de otros dispositivos(sensores,telescopios,etc.). Pero debemos hacer frente al hecho de que los recursos pertenecen a muchas personas distintas. Por tanto, nos encontramos con dominios administrativos diferentes, en los que se ejecuta software heterogéneo, y sometidos a las más diversaspolíticasdecontroldeaccesoyseguridad. Este es un punto crucial del GRID, no se trata de conseguir algo por nada o de ofrecernuestrosrecursosdecomputacióndeformaaltruista.másbiensetratade crear una situación entre los propietarios de recursos de computación donde todoslosimplicadospuedanapreciarlasventajasdecompartirlos,enlaquehaya DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página11

12 mecanismos que aseguren la confianza entre los usuarios, y estableciendo las condicionesdeusodesusrecursos. b) Accesoseguro Como en cualquier otra aplicación la seguridad es esencial y se centra en los siguientesaspectos: PolíticadeAccesos Tantolosqueofrecensusrecursoscomolosquelosutilizandebendefinir cuidadosamente qué es lo que van a compartir, a quién se permite el accesoybajoquécondiciones. Autenticación Esnecesariounmecanismoparaestablecerlaidentidaddeunusuarioode unrecursoconcreto. Autorización Tambiénhacefaltaunprocedimientoparadeterminarsiunadeterminada operación es consistente con las relaciones que se han definido previamentedecaraacompartirrecursos. ElGRIDnecesitaunaformaeficientederecopilarunaseriedeinformación: QuiénestáautorizadoautilizarelGRID? Quérecursosestáautorizadoautilizar? Quiéndafedequeunusuarioesquiendiceser? Cuálessonlaspolíticasdeusodelosdiferentesrecursos? Todosesoselementospuedencambiardeundíaparaotro,loquesignificaque, paraquefuncionedeformaeficiente,elgriddebeserextremadamenteflexible, capaz de adaptarse a todos los cambios y además contar con un mecanismo de contabilidad eficiente. c) Lautilizacióneficientederecursos El tercer aspecto fundamental en la tecnología GRID es el uso eficiente de los recursos. Es aquí donde radica el verdadero interés del GRID. No importa la cantidad de recursos de los que uno disponga; siempre habrá usuarios haciendo cola para utilizarlos. Se necesitan mecanismos para repartir el trabajo de forma automática y eficiente entre una gran cantidad de recursos, reduciendo las colas deespera. EnelGRID,enprincipio,tendremosinformaciónsobrelosdiferentestrabajosque se han enviado y, ya que todo se está ejecutando en ordenadores, podemos DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página12

13 calcular cuál sería la asignación óptima de recursos. Para ello existe un software quellevaacaboestetrabajoyque,engeneral,gestionalaactividaddelgrid.este softwarerecibeelnombrede middleware. d) Redesdecomunicacionesrápidasyfiables Laexistenciadeconexionesdealtavelocidad(enelPerúlaRAAP)esloquehace posibleelgridaescalamundial. Hacediezañoshubiesesidoingenuotratardeenviargrandescantidadesdedatos a través del mundo para que se pudiesen procesar más rápido en otros ordenadores.eltiempoquesetardabaentransferirlosanularíaelbeneficiodeun procesamientomásrápido. e) Estándaresabiertos El quinto y último punto es el de los estándares. El objetivo es conseguir que las aplicaciones que se ejecuten en un GRID puedan funcionar en cualquier otro. DebidoaquelanaturalezaúltimadelGRIDescompartirrecursos,escomprensible quelaexistenciadeestándaresabiertosredundeenbeneficiodetodoslosagentes participantes. Actualmente, los estándares de GRID los desarrolla el Global GRID Forum, y un estándar,conocidocomoogsa(opengridservicesarchitecture),aparececomo lareferenciaclaveparalosproyectosdedesarrollogrid. Enesencia,losprincipalesproyectosrelacionadosconGRIDseestándesarrollandoenbasea unaseriedeprotocolosyserviciosqueofreceelglobustoolkit(unainfraestructuradecódigo abiertodesarrolladaporlaglobusalliance)proporcionandounconjuntodeherramientaspara implementar los servicios y capacidades básicas para construir un GRID, tales como la seguridad, la localización y gestión de recursos y las comunicaciones, mediante una serie de programasqueimplementanestosservicios. Muchos de los protocolos y funciones definidas por el Globus Toolkit son similares a los que existen actualmente para redes y sistemas de almacenamiento, aunque optimizados para el GRID. Además, las herramientas se pueden integrar por separado en los programas de software existentes para ir acomodándolos a los requisitos del GRID y se encuentra a disposición general bajo un acuerdo de licencia open source. Esto permite a todos los interesadosutilizarlolibrementeyalmismotiempoañadirmejoras. ArquitecturaGRID HabitualmentesedescribelaarquitecturadelGRIDentérminosde capas,ejecutandocada una de ellas una determinada función. Como es habitual en este tipo de enfoque, las capas másaltasestánmáscercadelusuario,entantoquelascapasinferioresloestándelasredes decomunicación. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página13

14 Empezandoporloscimientos,nosencontramosconlacapadered,responsabledeasegurarla conexiónentrelosrecursosqueformanelgrid.enlapartemásaltaestálacapaderecursos, constituida por los dispositivos que son parte del GRID: ordenadores, sistemas de almacenamiento, catálogos electrónicos de datos e incluso sensores que se conecten directamentealared. En la zona intermedia está la capa de middleware, encargada de proporcionar las herramientas que permiten que los distintos elementos (servidores, almacenes de datos, redes,etc)participendeformacoordinadaenunentornogridunificado. Elmiddleware,eselauténtico cerebro delgridyseocupadelassiguientesfunciones: Encontrarellugarconvenienteparaejecutarlatareasolicitadaporelusuario. Optimizaelusoderecursosquepuedenestarmuydispersos. Organizaelaccesoeficientealosdatos. Seencargadelaautenticacióndelosdiferenteselementos. Seocupadelaspolíticasdeasignaciónderecursos. Ejecutalastareas. Monitorizaelprogresodelostrabajosenejecución. Gestionalarecuperaciónfrenteafallos. Avisacuandosehayaterminadolatareaydevuelvelosresultados. El ingrediente fundamental del middleware son los metadatos (datos sobre los datos), que contienen, entre otras cosas, toda la información sobre el formato de los datos y dónde se almacenan(avecesenvariossitiosdistintos). El middleware está formado por muchos programas software. Algunos de esos programas actúancomoagentesyotroscomointermediarios,negociandoentresí,deformaautomática, en representación de los usuarios del GRID y de los proveedores de recursos. Los agentes individuales presentan los metadatos referidos a los usuarios, datos y recursos. Los intermediariosseencargandelasnegociacionesentremáquinas(m2m)paralaautenticación y autorización de los usuarios y se encargan de definir los acuerdos de acceso a los datos y recursos. Cuando queda establecido el acuerdo, un intermediario planifica las tareas de cómputo y supervisa las transferencias de datos necesarias para acometer cada trabajo concreto.almismotiempo,unaseriedeagentessupervisoresespecialesoptimizanlasrutasa travésdelaredymonitorizanlacalidaddelservicio. Porsupuesto,todoestoocurreenunintervalodetiempomuchísimomenorqueelquellevaría alossereshumanosrealizarlasmismastareasmanualmente. En la capa superior de este esquema está la capa de aplicación donde se incluyen todas las aplicaciones de los usuarios, portales y herramientas de desarrollo que soportan esas aplicaciones,estaeslacapaqueveelusuario. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página14

15 Además, en las arquitecturas más comunes del GRID, la capa de aplicación proporciona el llamado serviceware, que recoge las funciones generales de gestión tales como la contabilidaddelusodelgridquehacecadausuario.(elservicewareestáenlacapasuperioral serunelementoconelqueinteractúaelusuario,mientrasqueelmiddlewareestáenunacapa oculta delaquenodebepreocuparse). Parapoderhacertodoloanterior,lasaplicacionesquesedesarrollenparaserejecutadasen unpcconcreto,tendránqueadaptarseparapoderinvocarlosserviciosadecuadosyutilizarlos protocolos correctos. Igual que las aplicaciones que inicialmente se crearon para funcionar aisladamenteseadaptanparapoderserejecutadasenunnavegadorweb,elgridrequerirá quelosusuariosdediquenciertoesfuerzoa gridificar susaplicaciones. Sin embargo, una vez adaptadas al GRID, miles de usuarios podrán usar las mismas aplicaciones, utilizando las capas de middleware para adaptarse a los posibles cambios en el tejidodelgrid. 1.5 ObjetivosdelProyecto El Proyecto busca desarrollar una plataforma GRID, que permitirá brindar de manerapermanenterecursosinformáticosdealtacapacidaddeprocesamientoy almacenamientodedatos,independientementedesuubicacióngeográfica. La Implementación de una plataforma empleando tecnología GRID a nivel Laboratorio del Área de Aplicaciones Telemáticas del INICTEL UNI como una actividad enmarcada dentro de lo que es Desarrollo Tecnológico y cuya orientaciónconvergedentrodesusactividadesdeinvestigaciónorientadasala gestión de recursos distribuidos y desarrollo de aplicaciones que permitan el podermanejardemanerasimultáneayenparalelomúltiplesprocesos. Comoproductodeldesarrolloseesperacontarconunaimportanteherramienta deprocesamientopuestaadisposicióndelimcaydemásinstitucionescientíficas para el desarrollo de sus proyectos de investigación como una alternativa tecnológicaantelaslimitacionescomputacionalesquevivenhoyendía. 1.6 DescripcióndelProyecto Elproyectoplantealaimplementacióndeunaplataformaempleandotecnología GRID a nivel Laboratorio del Área de Aplicaciones Telemáticas del INICTEL UNI comounaactividadenmarcadadentrodeloqueesdesarrollotecnológicoycuya orientaciónconvergedentrodesusactividadesdeinvestigaciónorientadasala gestión de recursos distribuidos y desarrollo de aplicaciones que permitan el podermanejardemanerasimultáneayenparalelomúltiplesprocesos. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página15

16 Las limitaciones en cuanto a la disponibilidad de recursos computacionales que nosfacilitelarealizacióndeactividadesdeinvestigaciónydesarrollotecnológico sonunarealidadevidenteennuestromedio,manifestándoseprincipalmenteen el ámbito académico a nivel centros de educación superior como son las universidades públicas e instituciones de investigación, quienes a pesar de ello promueven y realizan investigaciones de carácter científico y tecnológicos de acuerdoalámbitodesuscompetenciasenbeneficiodelacomunidadyporende denuestropaís. De otro lado el surgimiento de comunidades científicas multidisciplinarias están generando el surgimiento de entornos denominados Redes Académicas, las cuales congregan a grupos de profesionales,científicos e investigadores de diversas partes del mundo en la ejecución de proyectos de investigación conjuntos permitiendo una transferencia de conocimientos mucho más rápida entre las entidades colaboradoras. Por tanto la promoción y adhesión a estas redesesunanecesidadnaturalennuestromedioyelpoderteneraccesoatodas lasventajasqueelloconlleva. Portodoloanteriormenteexpuesto,laimplementacióndeunaplataformaGRID no sólo resulta beneficiosa sino que se hace necesaria para el desarrollo investigaciones científicas multidisciplinarias cuya demanda de grandes volúmenes de procesamiento de información pueden ser ejecutadas aprovechandolosrecursoscomputacionesdecadanododelareddeunamanera mucho más eficiente, logrando así fomentar y dinamizar la investigación multidisciplinaria. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página16

17 CAPITULOII:ESTADODELARTE 2.1 ProyectosdeInvestigaciónconfinescomunes LaideabásicadelatecnologíaGrid,enresumen,esaprovechardemodoóptimolos recursosproporcionadosporequiposdecomputacióndistribuidos,medianteelusode unsoftwareadecuadoparaplanificarsuutilizaciónquetengaencuentalasprioridades y diferentes periodos de demanda de los usuarios. La evolución de las Redes de comunicación de alta velocidad dedicadas a la investigación ha creado un escenario idóneoparaeldesplieguedeestatecnología. Enlaactualidadsedesarrollanunaseriedeproyectos,describimosacontinuaciónlos másresaltantes: ARC(AdvancedResourceConnector) BOINC(BerkeleyInfrastructureforNetworkComputing) GlobusToolkit GridWay SGE(SUNGridEngine) UNICORE(UniformInterfacetoComputingResources) ProActive TeraGrid CrossGrid OpenMolGRID UKe Science EGEE(EnablingGridsfore ScienceinEurope) EELA2(E infraestructuracompartidaentreeuropaylatinoamérica) a) ARC(AdvancedResourceConnector) DesarrolladoporNorduGrid(PaísesNórdicos)http://www.nordugrid.org/ Primeraversión:Mayo2002; Es opensource conlicenciagpl ÚltimaversiónARC0.9.2(Ago 2008)DesarrolladaenelProyecto EUKnowARC DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página17

18 Figura01 ComponentesdelMiddlewareNorduGridARC b) BOINC(BerkeleyInfrastructureforNetworkComputing) Desarrollado inicialmente para soportar el proyecto es una plataformagridconmásde1/2millóndecomputadoresconectadosqueadmiten trabajosylosejecutandurantesusperíodosdeinactividad Desarrollado básicamente para Unix, pero es multiplataforma, su arquitectura es cliente Servidor con una Interfaz Web para crear un proyecto en BOINC, los Servidores BOINC lo registran y reparten trabajos luego los clientes BOINC participantesejecutanlostrabajos. UsosdeBOINC Científicos:Creanproyectosdecomputaciónvoluntaria. Universidades:Creancentrosvirtualesdesupercomputación. Empresas:CreanGridsdecomputaciónbasadosenPCs. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página18

19 Figura02 ComponentesdelMiddlewareBOINC c) GlobusProject El Proyecto Globus es una iniciativa multi institucional para la investigación y el desarrollodetecnologíasfundamentalesparagrids,conlaactivaparticipaciónde laempresaibm,cuyaintenciónprincipalescrearunaplataformacompletadonde permita compartir aplicaciones y recursos informáticos en Internet. Uno de los primerosproductosdesarrolladosporelproyectoglobuseselglobustoolkit,que estásiendoutilizadoenvariosproyectosdeaplicaciónydesplieguedegridenlos Estados Unidos, Europa y el resto del mundo. El Proyecto Globus tiene su sede central en el Laboratorio Nacional Argonne y el Instituto de Ciencias de InformacióndeCaliforniadelSur. El proyecto permitirá llevar las redes Grid más allá de las habituales aplicaciones técnicas y científicas para que pueda ser de utilidad en aplicaciones reales de negocio, conectando muchos superordenadores dispersos geográficamente medianteinternetyunosprotocolosespecíficosdecódigoabiertocreadosporla organizacióninternacionalglobus(globus.org). La Arquitectura de Servicios Abiertos Grid (OGSA) presenta un conjunto de especificacionesyestándaresquecombinalosbeneficiosdelainformáticagridy losserviciosweb.así,losclientespueden,porprimeravez,compartiryaccedera los recursos informáticos que necesitan en Internet, contando con el soporte de una infraestructura muy resistente, con capacidad de autogestión y siempre disponible; pueden integrar aplicaciones y compartir datos y potencia de DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página19

20 procesado,consiguiendounosnivelesdeeficienciamuyaltos,asícomomuybajos costos. Este conjunto de especificaciones OGSA completa los estándares XML, WDSL y SOAP todos ellos importantes para los servicios web, con los estándares desarrolladosporglobusparatecnologíasderedesgrid,utilizadosparalocalizar, planificaryasegurarrecursosinformáticos. OGSA cuenta con el apoyo de empresas de diferentes industrias, incluyendo AVAKI,proveedordesolucionescomercialesdesoftwareGrid;Entropía,proveedor de informática de redes Grid distribuida basada en PC; Microsoft; y Platform Computing,proveedordesoftwaredeinformáticadistribuida. IBM tiene como objetivo la implantación de OGSA como punto clave en su "Proyecto eliza". El proyecto eliza es la iniciativa de informática autonómica de IBM para construir un servidor de infraestructura autogestionable, abierto y heterogéneo para el comercio electrónico y la puesta en práctica de Grids comerciales. GlobusToolkit Es un proyecto Open Source desarrollado por el equipo del Argonne National LaboratorydirigidoporIanFosterencolaboraciónconelgrupodeCarlKesselman enlauniversityofsoutherncalifornia,incorporalosprotocolosyserviciosbásicos necesariosparaconstruiraplicacionesgrid.básicamenteconsisteenunconjunto de módulos, cada modulo define un interfaz que es utilizado por los servicios de alto nivel para invocar mecanismos propios de dicho módulo proveer lo que se denominaunaimplementación,lacual,asuvez,utilizalasadecuadasoperaciones debajonivelparaimplementarestosmecanismosendiferentesentornos. Figura03 PaginaPrincipalGlobusToolkit DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página20

21 d) GridWay Es un Meta Planificador que permite compartir recursos computacionales (clusters,servers)cadaunoconsugestordetrabajos(sungridengine,condor,pbs, Load Sharing Facility, etc) que pertenecen a una misma organización o dispersos envariosdominiosadministrativosdeformasegura,fiableyeficiente GridWay está diseñado para trabajar sobre Globus Toolkit (Aunque cada Globus puedeusarunplanificadordiferente). ApartirdeGT4.0.5,GridWayseincluyeenGT,Lasaplicacionesutilizanelestándar DRMAA (Distributed Resource Management Application API) Para gestionar el envíoyelcontroldetrabajos. TambiénincluyeunCLICommandLineInterface,GridWaygestionalaejecuciónde trabajoscomplejosincluyendolaintermediaciónenelaccesoarecursos. Figura04 ComponentesdelMiddlewareGridWay e) SunGridEngine(SGE) Es un gestor de colas de trabajos de código abierto desarrollado por Sun Microsystems. UsotípicodeSGE Enunagranjadecomputadoresouncluster,sirveparaaceptar,planificar,lanzary gestionar la ejecución remota y distribuida de un gran número de tareas independientes. Gestiona y planifica la asignación de recursos distribuidos (procesadores, memorias,espacioendisco,licenciassoftware)http://gridengine.sunsource.net/ DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página21

22 DesarrolladoparaplataformasUnix:AIX,BSD,Free BSD,HP UX,IRIX,Linux,Mac OSX,Solaris. f) UNICORE(UNiformInterfacetoCOmputingResources) Middleware Grid que permite la computación distribuida y el acceso seguro a datosvíainternet.desarrolladodesde1997en2proyectosdelministerioalemán de Educación e Investigación (Para interconectar a los centros de SupercomputaciónAlemanes,comoalternativaaGlobusToolkit) Última versión UNICORE (18 Dic 2008) Código open source bajo licencia BSD,MejoradoyampliadoposteriormenteenvariosproyectosEuropeos. Figura05 ComponentesdelMiddlewareUNICORE g) ProActive Es un middleware para computación paralela y distribuida con código open source bajo licencia GPL, Desarrollado en Francia (INRIA, CNRS y Univ de Niza) IncluidoenelconsorcioOW2(OpenSourceMiddleware). ÚltimaversiónProActive4.0.2(Oct 2008)http://proactive.inria.fr/ h) TeraGrid Es un proyecto estadounidense, llevado adelante por la Fundación Nacional de Ciencias(NSF). Dedicado a la investigación científica abierta, tiene el objetivo de interconectar instalaciones y centros de investigación académica en puntos distantesgeográficamente,estáconsideradocomounadelasinfraestructurasmás grandesymásrápidasdelmundo. Afindepermitirquelosinvestigadoresllevenacaboproyectosdeinvestigacióny colaboren en ellos, se archivan datos de varias disciplinas científicas y de ingeniería.losproyectosdeestamagnitudsondevalorcríticoyfundamentalpara lacomunidadcientíficaylarecompensaquesurjadelaintegracióndesoluciones paralosinvestigadoresaestaescalapodríaserenorme,alreducirloscostosyel tiempodedesarrolloyalcrearproductosmásseguros. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página22

23 Mediante el proyecto TeraGrid, los científicos tendrán la capacidad para simular actividades sísmicas en estructuras a fin de diseñar edificios y puentes más seguros, los astrónomos podrán compartir datos desde sus telescopios y los investigadores médicos tendrán la posibilidad de compartir ideas y datos para quizácurarunaenfermedad,loqueaseguraquelasoportunidadesqueseofrecen aloscientíficossonincalculables. i) CrossGrid Con el fin de poder ejecutar aplicaciones interactivas en un entorno Grid, se modifica el middleware adaptándolo para ello. En este proyecto se han definido cuatroaplicacionesqueutilizarándesarrollosgridcomunes,queson: 1) Simulacióninteractivayvisualizacióndeunsistemabiomédico; 2) Sistemadeapoyoaunequipodecrisisporinundaciones; 3) AnálisisdedatosdistribuidosenFísicadeAltasEnergías 4) Previsiónmeteorológicaymodelizacióndelacontaminaciónatmosférica. Los proyectos científicos relacionados con áreas como el análisis de la física de partículas,labiologíacomputacional,lamedicina,lascienciasmedioambientalesy la astrofísica, se nuclean en el Reino Unido bajo el nombre de e Ciencia, la cual sólopuedesercomprendidaconelavancedelatecnologíagridodecomputación distribuida.precisamente,entornoaestatecnologíayalae Cienciahansurgido numerosos proyectos y múltiples centros de investigación se han centrado en su desarrollo. Por su parte, CrossGrid, también es un proyecto de la Unión Europea nacido en 2001, tiene como fin el desarrollo, entre los años 2002 y 2005, de aplicaciones interactivas en entornos Grid y la extensión del banco de ensayo (testbed) de DataGrid. j) OpenMolGRID Desarrollado por ComGenex Inc., un proveedor de descubrimientos químicos avanzados, tiende a proporcionar información unificada y extensible del entorno parasolucionarlascuestionesmolecularesdediseñoeingenieríaconrelaciónala química,lafarmaciaylabioinformática.elproyectoutilizaunsetdeaplicacióncon herramientasorientadasaestablecerservicioscentralesgridyfuncionesprovistas por la infraestructura Eurogrid, y se desarrollan herramientas para aumentar el acceso a las bases de datos heterogéneas y de distribución y para adaptar las herramientasdesoftwareexistentes. ComGenex es un proveedor de soluciones químicas integrales para las industrias farmacéuticas y biotecnológica. Esta compañía dedicada a la formación de compuestos químicos, facilita el desarrollo de medicamentos en Europa. Cuenta con varias tecnologías propias de síntesis y análisis en las áreas de la química, la produccióndeinstrumentos,laoptimizacióndederivados,elanálisisquímicocon aplicación médica y la bioinformática, y es compatible con ComGenexDirect, el DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página23

24 primer sistema de comercio electrónico de la industria en el campo de los descubrimientosdenuevosfármacos. ComGenex,elúnicosociocomercialentreloscincogruposdeinvestigaciónenel proyecto, proporcionará diseño químico, química de altas prestaciones, biología celularymolecular,desarrollodeensayos,monitorizacióndealtasprestacionesy experienciaquímicaybioinformática. k) UKe Science UnequipodecientíficosdelReinoUnidodioaconocerenunaconferenciadegran magnitud, un elemento clave de la computación Grid que facilitará a los investigadoresaprovecharenormesrecursosinformáticosdetodoelmundopara afrontar los desafíos científicos clave en campos como el genoma humano y la física de partículas. Los responsables de la iniciativa elaboraron un conjunto de procedimientos que permitirán que los científicos que utilicen Grid accedan a las basesdedatosdelosresultadosdeinvestigaciónprocedentesdesistemasquese encuentrenencualquierpartedelmundo. La intención es que las nuevas especificaciones sirvan para crear sistemas de prototiposdegrid,asícomoaplicacionescomercialesycientíficas. l) EGEE(EnablingGridsfore ScienceinEurope) El proyecto utilizará la tecnología Grid para interconectar recursos computacionales de veintisiete países europeos, con el objeto primordial de unir los recursos de los equipos informáticos de las instituciones participantes y crear de este modo un supercomputador virtual, aprovechando la infraestructura de comunicacióndebandaanchaproporcionadosporlaredeuropeadeinvestigación Géant. En el proyecto se plantea coordinar el uso conjunto de recursos de computación en forma distribuida entre los diferentes centros, constituyendo una plataforma donde aplicaciones de gran importancia en Informática Biomédica y en Física de AltasEnergíasfuncionaránamáximorendimiento.Elcentroquedirigeelproyecto es el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) que se encuentra en Ginebra(Suiza). ElGrupodeRedesyComputacióndeAltasPrestacionesdeValencia(GRyCAP)ha coordinado en los últimos años unos diez proyectos, la mayor parte de ellos europeos,orientadosaldesarrollodeaplicacionesinformáticasavanzadasparael diagnósticoporimagenolaplanificaciónquirúrgica.elgrycapseencargaráenel proyecto EGEE de identificar, seleccionar y apoyar el despliegue de aplicaciones informáticasdeapoyoalaasistenciasanitariadeformaquelosusuariosmédicos puedan tener acceso a las más avanzadas herramientas para el diagnóstico, la prevenciónolasimulacióndelaterapiatantoparalainvestigaciónclínicacomola prácticadiaria. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página24

25 Asimismo, cuenta con una avanzada infraestructura informática formada por un Grupo de computadoras para el Grid y con facilidades de almacenamiento de datos.elobjetivoesparticiparenlapuestaapuntodeunsistemacomputacional internacionalmontadoengridquecubralasnecesidadesinformáticasgeneradas porelprocesadodedatosprocedentesdelosexperimentosdefísicadepartículas. Esta iniciativa consiste en aglutinar los recursos informáticos con el fin de ser compartidosporinvestigadoresdediferentesáreascientíficascomolaastrofísica, lameteorología,labiología,lananofotónica,etc. m) EELA2(E infraestructuracompartidaentreeuropaylatinoamérica) El proyecto EELA, del que EELA2 es heredero, ha permitido construir la e Infraestructuraqueseprecisa,disponiendodeunainfraestructuraGridbasadaen 16 Centros de Recursos, con cerca de 730 CPU y 60 terabytes de espacio de almacenamiento.eléxitodelproyectopusodemanifiestolanecesidadrealdela comunidadcientíficaeuropeaylatinoamericana,alaqueeela2darárespuesta. ElConsorcioEELA2incluye16socios(6deEuropa,9Latinoaméricay1institución internacional, la red CLARA de cooperación latinoamericana de redes avanzadas) de 15 países que representan a 54 instituciones. El coordinador será el CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) cuya experiencialepermitiráabordarlatareaconresponsabilidad. Las perspectivas del proyecto se centrarán en proporcionar una instalación Grid con servicios versátiles que satisfagan los requisitos de las aplicaciones, y garantizarlasostenibilidadalargoplazodelae Infraestructuramásalládelpropio Proyecto. EntrelosobjetivosmásconcretosdestacalaconstruccióndeunainstalaciónGrid potente,funcional,mediantelaampliacióndelainfraestructuraactual;ampliarel suministro de servicios Grid necesarios para todo tipo de aplicaciones en su entorno científico y desarrollar las aplicaciones de apoyo; alcanzar a un gran númerodeusuarios;elasegurarunosprocedimientosdegestiónquepermitanla operatibilidadymantenimientodelae Infraestructuraalargoplazo;ygarantizar lasostenibilidaddelainstalacióngrid,especialmenteenlatinoamérica. Seoptimizarálagestióndelproyectoenelámbitodelconsorcioparaproporcionar serviciosdealtacalidadatodoslosusuarios,yelloconelpropósitodeconsolidary extender el soporte écnico de la Grid, manteniendo además íntima colaboración con los proyectos europeos que compartan objetivos, y siempre con la mirada dirigidahacialainclusióndesociosdeltejidoindustrialyempresarial,asícomode nuevos colaboradores y potenciales proveedores, sin olvidar la necesaria interaccióncongestorespolíticosyautoridadesdelosrespectivosgobiernos. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página25

26 2.2 ModelosdeProgramaciónGridActuales Desdelaperspectivaoperativayaplicativaanivelsoftwareexistendiversosmodelos, loscualespreviamenteanalizaremosaefectosdetomarloscomoreferenciaprevia. a) MPICH MPICHesunprogramadebibliotecadedesarrollo,delibredisposiciónportablede MPI, una norma estándar de paso de mensaje para aplicaciones de memoria distribuida que utilizan computación paralela. MPICH es software gratuito y disponible para la mayoría de Unix (incluyendo Linux y Mac OS X) y Microsoft Windows. LaimplementaciónoriginaldeMPICHsellamaMPICH1yestaimplementadaenel estándar MPI 1.1. A partir del 2006 la implementación más reciente se llama MPICH2, pero todavía no admite traducciones de datos entre las diferentes arquitecturashardware. MPICH es una implementación de MPI optimizada para entornos homogéneos y myrinet,loqueproporcionaunmayorrendimientoenelpasodemensajesentre nodos. b) OpenMP OpenMPesunaAPIquepermiteañadirconcurrenciaalasaplicacionesmediante paralelismoconmemoriacompartida.sebasaenlacreacióndehilosdeejecución paralelos compartiendo las variables del proceso padre que los crea. Estadisponibleenmúltiplesplataformasylenguajes,desdelasderivadasdeUNIX hasta las plataforma Windows. Existen extensiones para los lenguajes más conocidoscomoc,c++,fortran. OpenMPsebasaenelmodelofork join,paradigmaqueprovienedelossistemas unix,dondeunatareamuypesadasedivideenkhilos(fork)conmenorpeso,para luego"recolectar"susresultadosalfinalyunirlosenunsoloresultado(join). c) RPC(RemoteProcedureCall) El RPC (Remote Procedure Call), Llamada de Procedimiento Remoto, es un protocolo que permite a un programa de ordenador ejecutar código en otra máquinaremotasintenerquepreocuparseporlascomunicacionesentreambos. Elprotocoloesungranavancesobrelossocketsusadoshastaelmomento.Deesta manera el programador no tenía que estar pendiente de las comunicaciones, estandoéstasencapsuladasdentrodelasrpc. LasRPCsonmuyutilizadasdentrodelparadigmacliente servidor.siendoelcliente elqueiniciaelprocesosolicitandoalservidorqueejecuteciertoprocedimientoo funciónyenviandoéstedevueltaelresultadodedichaoperaciónalcliente. Hay distintos tipos de RPC, muchos de ellos estandarizados como pueden ser el RPCdeSundenominadoONCRPC(RFC1057),elRPCdeOSFdenominadoDCE/RPC yelmodelodeobjetosdecomponentesdistribuidosdemicrosoftdcom,aunque ningunodeestosescompatibleentresí.lamayoríadeellosutilizanunlenguajede descripcióndeinterfaz(idl)quedefinelosmétodosexportadosporelservidor. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página26

27 Hoy en día se está utilizando el XML como lenguaje para definir el IDL y el HTTP como protocolo de red, dando lugar a lo que se conoce como servicios web. EjemplosdeéstospuedenserSOAPoXML RPC. d) RMI(JavaRemoteMethodInvocation) RMI (Java Remote Method Invocation) es un mecanismo ofrecido en Java para invocar un método remotamente. Al ser RMI parte estándar del entorno de ejecución Java, usarlo provee un mecanismo simple en una aplicación distribuida quesolamentenecesitacomunicarservidorescodificadosparajava.siserequiere comunicación entre otras tecnologías debe utilizarse CORBA o SOAP en lugar de RMI. AlestarespecíficamentediseñadoparaJava,RMIpuededarseellujodesermuy amigable para los programadores, proveyendo paso de objetos por referencia (cosa que no hace SOAP), "recolección de basura" distribuida y pasaje de tipos arbitrarios(funcionalidadnoprovistaporcorba). Por medio de RMI, un programa Java puede exportar un objeto. A partir de esa operación este objeto está disponible en la red, esperando conexiones en un puerto TCP. Un cliente puede entonces conectarse e invocar métodos. La invocación consiste en el "marshalling" de los parámetros (utilizando la funcionalidadde"serialización"queproveejava),luegosesigueconlainvocación delmétodo(cosaquesucedeenelservidor).mientrasestosucedeelllamadorse quedaesperandoporunarespuesta.unavezqueterminalaejecuciónelvalorde retorno(silohay)esserializadoyenviadoalcliente.elcódigoclienterecibeeste valorcomosilainvocaciónhubierasidolocal. e) P2P(PEERTOPEER) Estareferidaaunaredinformáticaentreiguales(eninglés,peer to peer quese traduciríadeparapar odepuntoapunto,ymásconocidacomop2p)serefierea una red que no tiene clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan simultáneamente como clientes y como servidores respecto de los demásnodosdelared.esunaformalegaldecompartirarchivosdeformasimilara comosehaceenel omensajerosinstantáneos,sóloquedeunaformamás eficiente. Este modelo de red contrasta con el modelo cliente servidor, el cual se rige mediante una arquitectura monolítica donde no hay distribución de tareas entre sí, sólo una simple comunicación entre un usuario y una terminal, en la que el clienteyelservidornopuedencambiarderoles. Las redes de ordenadores Peer to peer (o "P2P") son redes que aprovechan, administran y optimizan el uso de banda ancha que acumulan de los demás usuarios en una red por medio de la conectividad entre los mismos usuarios participantesdelared,obteniendocomoresultadomuchomásrendimientoenlas conexiones y transferencias que con algunos métodos centralizados convencionales,dondeunacantidadrelativamentepequeñadeservidoresprovee el total de banda ancha y recursos compartidos para un servicio o aplicación. Típicamente,estasredesseconectanengranparteconotrosnodosvía"adhoc". DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página27

28 Dichasredessonútilesparamuchospropósitos,peroseusanmuyamenudopara compartir toda clase de archivos que contienen: audio, video, texto, software y datosencualquierformatodigital.estetipoderedestambiéncomúnmenteusado entelefoníavoipparahacermáseficientelatransmisióndedatosentiemporeal, así como lograr una mejor distribución del tráfico de la telefonía utilizando tecnologíap2p. Cualquiernodopuedeiniciar,detenerocompletarunatransaccióncompatible.La eficacia de los nodos en el enlace y transmisión de datos puede variar según su configuración local (cortafuegos, NAT, ruteadores, etc.), velocidad de proceso, disponibilidad de ancho de banda de su conexión a la red y capacidad de almacenamientoendisco. f) XCAT(ExtremeClusterAdministrationToolkit) Es un sistema de computación distribuida de código abierto. Proporciona una interfazunificadaparaelcontroldehardware,descubrimientoydesarrollodiskful / diskfree del sistema operativo. Comenzó a desarrollarse en 1999 para grandes sistemasyservidoresibmbajolinux.desdelaversión2.0esdecódigoabierto. Adquirió especial notoriedad en junio de 2008 como sistema elegido para el controldesuperordenadoribmroadrunnerelmásrápidohastalafecha,situado enellaboratorionacionallosálamosdenuevoméxico,estadosunidos. DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página28

29 CAPITULO III: PROPUESTA DE LA ACTIVIDAD DE LAINVESTIGACIÓN 3.1 InvestigaciónyEvaluacióndelasTecnologíasdeComputación Distribuidas Habitualmente se describe la arquitectura del GRID en términos de capas, ejecutandocadaunadeellasunadeterminadafunción.comoeshabitualenestetipo de enfoque, las capas más altas están más cerca del usuario, en tanto que las capas inferioresloestándelasredesdecomunicación. Empezando por los cimientos, nos encontramos con la capa de red, responsable de asegurarlaconexiónentrelosrecursosqueformanelgrid.enlapartemásaltaestála capa de recursos, constituida por los dispositivos que son parte del GRID: ordenadores, sistemas de almacenamiento, catálogos electrónicos de datos e incluso sensoresqueseconectendirectamentealared. Enlazonaintermediaestálacapade middleware (cerebrodelgrid),encargadade proporcionar las herramientas que permiten que los distintos elementos(servidores, almacenes de datos, redes, etc) participen de forma coordinada en un entorno GRID unificado. El middleware está formado por muchos programas software. Algunos de esos programasactúancomoagentesyotroscomointermediarios,negociandoentresí,de formaautomática,enrepresentacióndelosusuariosdelgridydelosproveedoresde recursos. MiddlewareActuales Principalmentesepuedenclasificarendosgrupos: BasadosenGlobusToolkit2(GT2) Orientadoalacreacióndeunainfraestructuradecálculo. Proporcionaunagrancapadebajonivelconserviciosbásicos: GRAM:(GridResourceAllocationandManagement):Lanzamientosde trabajodeformaremota. GridFTP:Accesoaficheros. MDS2(MonitoringandDiscoverySystem):SistemadeInformación. RLS(ReplicaLocatorService):Gestionderéplicadeficheros. BasadosenGlobusToolkit4(GT4) OrientadosaserviciosGRID DivisióndeInvestigaciónyDesarrolloTecnológico ÁreadeAplicacionesTelemáticas Página29

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