Создание полигона GRID-EDU

Важной составляющей учебного процесса в области высокопроизводительных вычислений является набор практических занятий и исследований на современной технологической базе с использованием современных средств разработки программного обеспечения.

Полигон GRID-EDU создается на основе следующих требований:

1. включение в состав полигона высокопроизводительных вычислительных ресурсов и инфраструктурных решений различных типов, в частности, многопроцессорных систем с общей памятью, систем с распределенной памятью, сервисных гридов, грид-систем на базе объединенных в сети персональных компьютеров;

2. функциональная полнота инструментальных средств - на компьютерах полигона GRID-EDU должен присутствовать широкий набор стандартных программных средств построения грид-приложений;

3. предоставление доступа для различных организаций к сервисам и ресурсам грид-инфраструктур при обеспечении надежных средств аутентификации и авторизации, сводящих к минимуму риск несанкционированного проникновения в компьютерные сети организаций.

Создание полигона GRID-EDU, удовлетворяющего определенным выше условиям, ведется посредством интеграции ресурсов организаций, участвующих в рассматриваемом проекте.

4. Базовые грид-технологии для организации
учебного процесса

Важным вопросом создания образовательной системы в области грид и распределенного компьютинга является выбор грид-технологий для учебного процесса и оснащение ими грид-полигона. Как следует из вышесказаного, одно из требований к оснащению гридами учебной базы - это обеспечение возможности для учащихся работать с гридами разных классов, в частности, как с вычислительными, так и информационными.

При выборе вычислительных гридов для учебного процесса был проведен анализ наиболее распространенных решений в этой области, который показал, что в настоящее время успешно развиваются два основных подхода к построению вычислительных гридов.

Первый подход, получивший называние сервисного грида (Service Grid), предполагает развертывание распределенной сервис-ориентированной инфраструктуры, обеспечивающей унифицированный удаленный доступ к выделенным ресурсам уровня кластеров или суперкомпьютеров. Поставщиками ресурсов в подобных системах являются достаточно крупные организации, обладающие ресурсами указанного уровня. Как правило, включаемые в сервисный грид ресурсы являются гомогенными, то есть функционируют под управлением одной версии ОС и предоставляют одинаковое окружение для запускаемых заданий. Число пользователей сервисных гридов гораздо больше числа поставщиков ресурсов. При этом каждый пользователь может использовать ресурсы грида для запуска своих приложений. Примерами сервисных гридов являются EGEE, NorduGrid, TeraGrid. Базовым промежуточным ПО подобных систем служат технологии Globus Toolkit, gLite, ARC, UNICORE. Недостатком сервисных гридов является высокая сложность установки и администрирования указанного ПО, что ограничивает круг потенциальных поставщиков ресурсов.

Второй подход, так называемый грид рабочих станций (Desktop Grid), предполагает использование ресурсов большого количества простаивающих персональных компьютеров, подключенных к сети. Поставщиками ресурсов в подобных системах являются рядовые пользователи. Подключаемые в грид ресурсы рабочих станций являются гетерогенными по своей архитектуре и программному обеспечению. При этом данные ресурсы, как правило, доступны не постоянно, а только в моменты их простоя. Поэтому, в отличие от сервисных гридов, состав ресурсов грида рабочих станций является гораздо более динамичным. В подобных системах число поставщиков ресурсов обычно гораздо больше числа пользователей, использующих ресурсы грида для запуска приложений. Примерами технологий для организации грида рабочих станций являются BOINC, Condor, XtremWeb. В отличие от технологий сервисных гридов, данные технологии позволяют легко и быстро подключать к системе новые ресурсы.

На данном этапе разработки магистерской программы для ее реализации выбраны следующие инфраструктурные технологии:

· промежуточное программное обеспечене gLite, которое является наиболее распространенным способом организации грид-вычислений в Европе;

· грид рабочих станций (desktop grids) BOINC (Berkley Open Infrastructure for Network Computing), в качестве вычислительных ресурсов которого планируется использовать мощности компьютерных классов и выделенные ресурсы организации EGEE, подключенные к гриду рабочих станций при помощи технологии EDGeS.

Выбор информационных грид-инфрастрктур для их использования в образовательном процессе еще не завершен, в виду их большого многообразия, включающего, как уже отмечалось гриды знаний, онтологические гриды, семантические гриды, и др.