TÀI LIỆU THAM KHẢO

Chương 2. Tổng quan về công nghệ Grid Computing



thể nào mà thực hiện quản lý toàn cục, tập trung vào các giao tác giữa các tập tài

nguyên.

Tầng Collective có thể bổ sung thêm nhiều loại hoạt động chia sẻ mới ngoài

những gì đã có từ tầng Resource mà không cần bổ sung thêm các yêu cầu mới cho

các tài nguyên đang được chia sẻ. Ví dụ:



+ Directory service

Cho phép các thành phần tham gia VO phát hiện sự tồn tại và/hoặc đặc

tính của các tài nguyên trong VO. Một directory service có thể cho phép người

truy vấn tài nguyên qua tên và/hay các thuộc tính như kiểu, khả năng, tải, …



+ Co-allocation, scheduling, và broker service

Cho phép các thành phần tham gia VO yêu cầu cấp phát các tài nguyên

cho các mục đích cụ thể và lập lịch cho các tác vụ trên các tài nguyên tương

ứng.



+ Monitoring ang dianostics sevice

Hỗ trợ việc kiểm soát các tài nguyên của VO, kiểm tra xem có bị lỗi, bị

tấn công, bị quá tải,… hay không.



+ Data replication service

Hỗ trợ quản lý tài nguyên lưu trữ của VO để tối ưu hiệu suất truy cập dữ

liệu theo các độ đo như thời gian đáp ứng, tính toàn vẹn, tin cậy, chi phí,…



+ Grid-enable programming system

Cho phép các sử dụng các mô hình lập trình hiện tại trong môi trường

Grid, sử dụng nhiều loại dịch vụ Grid để giải quyết các vấn đề như phát hiện,

tìm kiếm tài nguyên, bảo mật, cấp phát tài nguyên,…



+ Workload management system and collaboration framework

Cung cấp khả năng đặc tả, sử dụng, quản lý các luồng công việc đa thành

phần, bất đồng bộ và qua nhiều bước.



+ Software discovery service

Tìm kiếm và chọn ra các cài đặt phần mềm tốt nhất và môi trường thực

thi dựa theo ứng dụng cần được giải quyết.



+ Community authorization server

- 32 -



Chương 2. Tổng quan về công nghệ Grid Computing



Thực hiện các chính sách công cộng quản lý truy cập tài nguyên, cho

phép các thành viên của cộng đồng truy cập đến các nguyên dùng chung. Các

server này sử dụng các dịch vụ xây dựng trên các protocol thông tin, quản lý tài

nguyên của tầng Resource và protocol bảo mật ở tầng Connectivity.



+ Community accounting and payment service

Thu thập các thông tin sử dụng tài nguyên để tính toán chi phí, thực hiện

chi trả và/hoặc giới hạn việc sử dụng tài nguyên của người dùng trong cộng

đồng.



+ Collaboratory service

Hỗ trợ việc trao đổi thông tin đồng bộ và bất đồng bộ trong cộng đồng

người dùng.

Các ví dụ trên đây cho thấy các protocol và dịch vụ tầng Collective rất phong

phú, đa dạng. Lưu ý rằng trong khi các protocol tầng Resource phải là các protocol

tổng quát và triển khai rộng rãi, thì các protocol tầng Collective có thể trải dài từ

việc phục vụ các vấn đề chung trong Grid đến việc phục vụ cho các lĩnh vực ứng

dụng cụ thể, có thể chỉ tồn tại trong các VO cụ thể. Theo nguyên tắc, càng phục vụ

nhiều người dùng thì các protocol và API của tầng Collective càng phải được dựa

theo chuẩn.

Các chức năng của tầng Collective có thể được cài đặt như các service (với các

protocol tương ứng), hay như các bộ SDK(với các API tương ứng) được thiết kế để

liên kết với ứng dụng. Trong cả hai trường hợp, các cài đặt này có thể được xây

dựng trên các protocol và API của tầng Resource và Connectivity.



2.6.2.5. Tầng Application

Tầng trên cùng của kiến trúc Grid bao gồm các ứng dụng của người dùng chạy

trong một trường VO. Hình 2-9 minh hoạ quan điểm của các lập trình viên về kiến

trúc Grid. Các ứng dụng được xây dựng theo cách sẽ gọi các dịch vụ định nghĩa bởi

các tầng phía dưới.



- 33 -



Chương 2. Tổng quan về công nghệ Grid Computing



Ví dụ : một chương trình phân tích bộ gen người cần phải chạy hàng ngàn tác vụ

độc lập, mỗi tác vụ cần nhiều file chứa thông tin từng phần của bộ gen có thể sử

dụng các chức năng Grid sau:

+ Lấy các thông tin, thẻ chứng thực (các protocol tầng Connectivity).

+ Truy vấn hệ thống thông tin Grid và các danh mục để tìm các tài nguyên

thích hợp và vị trí các file dữ liệu đầu vào. (các dịch vụ tầng Collective).

+ Gửi các yêu cầu đến các tài nguyên để thực hiện tính toán, di chuyển dữ

liệu,… và kiểm soát quá trình thực thi công việc, thông báo cho người dùng khi mọi

thứ hoàn tất, dò tìm và phản ứng với các điều kiện gây lỗi (tầng Resource).



Hình 2-9 Quan điểm của các lập trình viên về kiến trúc Grid.



Giải thích hình 2-9 : Các hàm API được cài đặt bằng các bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK), tới

lượt nó, các bộ SDK sử dụng các Grid protocol để giao tiếp với các service cung cấp các chức năng cho

người dùng cuối. Các SDK cấp cao có thể cung cấp các chức năng mà không gọi trực tiếp một protocol cụ

thể nào, chúng có thể kết hợp nhiều hoạt động của các prtocol khác nhau bằng các gọi các hàm API cũng như

cài đặt các chức năng cục bộ. Các mũi tên đặc đại diện cho các lời gọi trực tiếp, các mũi tên ngắt quãng đại

diện cho việc giao tiếp giữa các protocol.



Các tầng trong kiến trúc trên có thể được hiện thực hóa bằng nhiều sản phẩm

khác nhau, được phát triển bởi nhiều nhà phát triển phần mềm, các tổ chức, cộng

đồng mã nguồn mở, các nhà sản xuất máy tính trên khắp thế giới.



- 34 -



Chương 2. Tổng quan về công nghệ Grid Computing



2.6.3. Kiến trúc Grid trong thực tế

Trong thực tế, kiến trúc Grid tổng quan đã được cài đặt và xây dựng như hình

2-10. Kiến trúc gồm 4 tầng tương ứng với các tầng của kiến trúc tổng quát như sau:



Hình 2-10 Kiến trúc Grid trong thực tế với các thành phần.



+ Tầng Fabric (tầng Fabric)

Giống như tầng Fabric trong kiến trúc tổng quát.



+ Tầng Core Middleware (Connectivity và Resource và nửa dưới của

Collective)

Cung cấp các dịch vụ như quản lý tiến trình ở xa, kết hợp, phân phối các tài

nguyên, quản lý truy cập không gian lưu trữ, đăng ký và tìm kiếm thông tin, bảo

mật và các khía cạnh của QoS như đặt trước, mua bán và trao đổi tài nguyên,… Các

dịch vụ này là sự trừu tượng hoá tính phức tạp và đa dạng của các tài nguyên bằng

cách cung cấp một phương pháp chung để truy cập tài nguyên.



+ Tầng User-level Middleware (Collective)

- 35 -



Chương 2. Tổng quan về công nghệ Grid Computing



Tận dụng các giao diện ở tầng Core Middleware để cung cấp các dịch vụ có

mức độ trừu tượng cao hơn. Tầng này bao gồm các môi trường phát triển phần

mềm, công cụ lập trình, resource broker, bộ lập lịch,…



+ Tầng Application và Portal (Application)

Giống như tầng Fabric trong kiến trúc tổng quát.

Dưới đây là một số dự án Grid tương ứng với các tầng khác nhau.



Hình 2-11 Các dự án Grid tương ứng với các tầng.



2.7. Chuẩn hoá Grid

Một trong những vấn đề lớn của bất kỳ công nghệ tính toán nào là làm sao để

các thành phần khác nhau có thể “nói chuyện” được với nhau. Không có gì quan

trọng hơn việc làm cho các nền tảng khác nhau giao tiếp được với nhau. Đây cũng

là một trong những thách thức của công nghệ Grid Computing. Bởi vì công nghệ

Grid computing cần phải đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau, hỗ trợ nhiều loại công

nghệ, tài nguyên, trải rộng khắp thế giới, do nhiều tổ chức tham gia xây dựng, nên

để các thành phần Grid, ứng dụng Grid tương thích được với nhau cần phải có một

chuẩn chung, một ngôn ngữ chung thống nhất cho toàn bộ nền công nghệ.

Trong công nghệ Grid Computing, việc thiếu chuẩn hóa sẽ dẫn đến toàn bộ các

công ty, tổ chức, nhà phát triển xây dựng, phát triển công nghệ với các kỹ thuật và

- 36 -