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Programação Distribuída e Paralela Slide 1 de 21
Grid Computing
Bibliografia:
• Architectural Models for Resource Management in the Grid – Rajkumar Buyya, Steve Chapin, David DiNucci
• Weaving Electrical and Computational Grids: How Analogous Are They? – Rajkumar Buyya, Madhu Chetty
• The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure – Ian Foster, Carl Kesselman
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Gerência de Recursos no Grid
• Encontrar os recursos computacionais• Negociar a alocação dos recursos• Alocar o recurso à tarefa• Desalocar (liberar) o recurso
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Modelos para Gerência de Recursos
• Hierárquico• Proprietário Abstrato• De Mercado
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Modelo Hierárquico
• Proposto pelo GRID FORUM (www.gridforum.org)
• Modelo baseado em componentes ativos e passivos
• Exemplos de utilização: Globus, AppLeS, Legion, Ninf
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Modelo Hierárquico
• Componentes passivos:
– Resources: elementos computacionais– Tasks: tarefas computacionais realizáveis pelos
recursos– Jobs: conjunto de atividades necessárias para
produção de um resultado– Schedules: mapeamento das tarefas para os
recursos computacionais
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Modelo Hierárquico
• Componentes Ativos:
– Schedulers: escalonadores de trabalhos– Information Services: bancos de informação sobre os
componentes do sistema– Domain Control Agents: controlador de um conjunto
de recursos– Deployment Agents: negociador entre o Domain
Control Agent e o usuário solicitante do recurso
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Modelo Hierárquico
• Componentes Ativos (cont.):
– Users: elementos que submetem tarefas computacionais
– Admission Control Agents: controlam o acesso de tarefas a um determinado recurso
– Monitors: monitoram o andamento de execução de uma tarefa
– Job Control Agents: controladores do andamento, localização e coordenação dos recursos que executam um determinado trabalho
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Modelo Hierárquico
user job control
admission control
scheduler
grid structure
information
service
monitor
deployment
agent
domain resource manager
resource
job
task
schedule
schedule
schedule
task
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Modelo Hierárquico
• Gerência de Recursos no Globus (GRAM)
local resource manager
broker
co-allocator resources
application information
service
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Modelo Proprietário Abstrato
• Modelo baseado em uma generalização do funcionamento de um estabelecimento comercial (order delivery)
• Organizado em forma de entidades, onde cada uma realiza uma tarefa específica
• Não utilizado ainda na prática
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Modelo Proprietário Abstrato
user
manager
order
window
pickup
windowdeliver
agent
sales
agent
broker job shop resources
task
task
executor
estimator
to do
work
list
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Modelo de Mercado
• Similar ao modelo Proprietário Abstrato• Considera que os elementos do Grid podem
cobrar pela utilização dos recursos • Baseado em uma estrutura similar a um
provedor de serviço de telecomunicações• Exemplos de utilização: Nimrod G+,
JavaMarket, JaWS, Myriposa
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Modelo de Mercado
• Grid Resource Broker:– Job Control Agent: trata da geração de trabalhos,
manutenção de status e interação com o usuário– Schedule Advisor: seleção, atribuição e
escalonamento de trabalhos aos recursos– Grid Explorer: procura de recursos disponíveis na
estrutura do Grid– Trade Manager: negocia os custos de acesso aos
recursos- Deployment Agent: negocia conexão e faz o
despacho dos trabalhos
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Modelo de Mercado
• Grid Middleware:– Trade Server: faz a mediação da negociação entre o
Broker e o Gerente de Recursos– Accounting System: cuida da tarifação de acordo
com o recurso e com a tarefa solicitada– Billing Algorithms: algoritmos de cálculo de valores a
serem cobrados por recurso/tarefa– Information Service: bancos de informação sobre os
componentes do Grid
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Modelo de Mercado
• Domain Resource Manager– Resource Allocator: aloca tarefas aos recursos– Resource Reservation Service: negocia a reserva de
recursos para trabalhos futuros ou uma margem de segurança de recursos disponíveis
– Health Monitor: monitora o andamento da execução das tarefas e dos outros componentes
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Modelo de Mercado
user
job
control
agent
deployment agent
grid
explorer
information
servicebroker
schedule
advisor
trade
manager
middleware
resource
reservationresource
allocator
trade
serveraccounting
system
billing
algorithms
domain resource manager
health monitor
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AnalogiaGrid Computacional x Grid Elétrico
• Comparativo entre os dois Grids– Introdução– O Grid Elétrico– O Grid Computacional– Comparações
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AnalogiaGrid Computacional x Grid Elétrico
Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional
RecursosHeterogêneos: vários tipos de
usinas
Heterogêneos: MPPs, clusters,
redes de estações
RedeCabo metálico
aéreo ou subterrâneo
Cabo metálico, fibra ótica, rádio ou
satélite
Controles da Rede
Controles de voltagem, carga e
do circuito
Controles de tráfego, banda, taxas de erro,
tempo de resposta, roteamento
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AnalogiaGrid Computacional x Grid Elétrico
Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional
Tipos de Carga
Indutiva ou Resistiva
(pouca importância)
Conforme tipo da aplicação
(muita importância)
Tipos de Rede
Transmissão e Distribuição
Local Area, Wide Area
Agregação de Recursos
Plug and Play,até uma carga
máxima estipulada
Dependente da disponibilidade,
política de acesso, carga da rede
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AnalogiaGrid Computacional x Grid Elétrico
Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional
Acesso UniversalHeterogêneo: vários
protocolos
InterconexãoGeralmente em
anel de transmissão
WANs, internet
Limite de Capacidade
Dado pelas linhas e equipamentos de
distribuição
Dependente da capacidade dos recursos e das
redes de interconexão
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AnalogiaGrid Computacional x Grid Elétrico
Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional
Tolerância a Falhas
Duplicação física, equipamentos de
proteção
Duplicação física ou lógica de elementos
QoSTaxa de
interrupções, flutuação
Em geral bastante aleatória, mas pode
ser negociada
CobrançaMedição no
consumidor, regras de tarifação fixas
Medição e regras de tarifação
implementadas no fornecedor do
recurso