Grid изчисления

Грид-технологията (на английски: grid – решетка, мрежа) е обединението на компютърни ресурси от различни места, за да се постигне обща цел. Grid може да се разгледа, като разпределена система с не-интерактивни натоварвания, която включва обемист брой файлове. Grid технологията се отличава от високопроизводителните традиционни компютърни системи, като например изчислителен клъстер, по това, че grid компютрите са настроени да изпълняват различна задача във всеки възел. Освен това Grid компютрите обикновено са по-разнородни и по-разпръснати географски от клъстер компютрите. Въпреки че един grid може да бъде изцяло предоставен за конкретно приложение, по-често се ползва за различни цели. Grids са често изграждани с общо предназначени grid мидълуер и софтуер библиотеки. Размерът на Grid може да е доста голям. 

Grid е множество от разпределени изчисления, чрез които „виртуален суперкомпютър“ е съставен от много свободно свързани компютърни мрежи, работещи заедно за изпълнението на големи задачи. За определени приложения, „дистрибуция“ или „grid“ изчисления, могат да бъдат разгледани като специален вид паралелни изчисления, които разчитат изцяло на компютрите (със състав: процесор/и, дисково пространство, ел. захранване, мрежови интерфайс. и т.н.), свързани в компютърна мрежа (частна или публична), със стандартен мрежови интерфайс, като Етернет. Това е за разлика от традиционното понятие за супер компютри, които имат много процесори, свързани с локална високоскоростна компютърна шина. 

Преглед

Грид-технологиите комбинират компютри от много административни области, за да достигнат обща цел, за да решат една задача, и може след това да изчезнат също толкова бързо.

Една от главните стратегии на Grid изчисленията е да използват мидълуер за разделяне и разпределение на парчетата от програмата между няколко компютъра, понякога хиляди. Grid технологиите включват изчисляване по разпределен начин, който също включва съвкупност от мащабни клъстери. 

Размера на grid може да е от малък, ограничен в мрежата на една корпорация, до големи сътрудничества между компании и мрежи. Понятието на затворената grid може да бъде известно като взаимодействието между вътрешните възли, докато идеята за по-голяма, по-широка grid може да се отнася до взаимодействието между всички възли.

Grid е множество от разпределени изчисления, чрез които „супер виртуален компютър“ е съставен от много свободно свързани компютърни мрежи, работещи заедно за изпълнението на голяма задача. Тази технология е наложена за интензивни изчисления: научни, математически и академични проблеми, чрез споделените изчисления, използвани от търговските предприятия за различни приложения, като откриване на лекарства, икономическо прогнозиране, сеизмичен анализ, обработка на офис данни за електронна търговия и уеб услуги. 

Съгласуването на приложения на Grid може да бъде комплексна задача, особено когато се съгласува поток от информация през споделените изчислителни ресурси. Работния системен процес на Grid е разработен като специализирана форма на система за управление на работния процес, проектирана специално за съставяне и изпълнение на поредица от изчисления на данни, манипулиращи стъпки или работен поток в контекста на Grid.

Сравнение на Grid с конвенционални супер-компютри

„Разпределени“ или „Grid“ изчисления е специален вид паралелни изчисления, който разчита на цялостни компютри (с процесори, дисково пространство, ел. захранване, мрежови карти и т.н.), свързани към мрежа (частна, публична или интернет) със стандартен мрежови интерфейс, предоставящ възможностите на хардуера, в сравнение с по-ниската производителност на проектиране и конструиране на малко на брой персонализирани супер-компютри. Първичният недостатък на производителността е, че множеството процесори и локално дисково пространство нямат високоскоростна връзка. Това, следователно, е много подходящо за приложения, в които много паралелни изчисления могат да вземат независимо място, без да се нуждаят от междинни комуникационни ресурси между процесорите. Високият клас мащабирумост на географски разпръснати мрежи като цяло е благоприятна, поради ниската необходимост от връзка между възлите, които имат връзка с капацитета на публичния интернет.

Има също някои разлики в програмирането и разгръщането. Може да бъде скъпо и трудно да се пишат програми, които да могат да работят в среда на суперкомпютър, който може да има персонализирана операционна система, или да изисква от програмата решаване на „конкурентни“ проблеми. Ако един проблем може да бъде адекватно разделен, „тънък“ слой от „grid“ инфраструктурата може да позволи на конвенционални, самостоятелни програми, на които е дадена различна част от същия проблем, да се стартират на няколко машини. Това дава възможност да се напишат и отстранят грешки на единична стандартна машина и елиминира усложненията, дължащи се на множеството копия на една и съща програма работеща в една и съща споделена памет и дисково пространство по едно и също време.

Съображение при проектирането и разновидности

Една характеристика на разпределени мрежи е, че те могат да се образуват от изчислителни ресурси, принадлежащи на един или повече много индивиди или организации (известни като множествени административни домейни). Това може да улесни търговски сделки, като „ютилити“ изчисления, или да направи по-лесно да изграждането на „доброволни“ компютърни мрежи.

Един от недостатъците на това свойство е, че компютрите, които всъщност извършват изчисленията, може да не са напълно достоверни. Затова дизайнерите на системата трябва да въведат мерки за предотвратяване на неизправности или злонамерени участници, производство на неверни, заблуждаващи или грешни резултати и от използването на системата като векторна атака. Това често включва разпределяне на работата на случаен принцип на различни възли (вероятно с различни собственици) и проверка, че поне два различни възела докладват един и същ отговор за дадена работна единица. Несъответствията ще идентифицират неправилно функциониране и злонамерени възли. Въпреки това, поради липсата на централен контрол над хардуера, няма начин да се гарантира, че възлите няма да отпаднат от мрежата в дадени моменти. Някои възли (като лаптопи или телефонни линии, интернет клиенти) могат също да са на разположение за изчисление, но не и мрежови комуникации за непредвидими периоди. Тези вариации могат да се пригодят чрез присвояване на големи работни единици (като по този начин се намалява необходимостта от непрекъсната мрежова свързаност) и пренасочване на работните единици, когато даден възел не успее да докладва своите резултати в очакваното време.

Въздействието на доверие и наличност на работата и затрудненото развитие могат да повлияят на избора, дали да се разположи върху специален клъстер, който да работи на празен ход за вътрешната разработваща организация или към отворена външна мрежа от доброволци или изпълнители. В много случаи участващите възли трябва да се доверят на централната система да не злоупотреби с достъпа, който се предоставя, чрез намесване в работата на други програми, съхраняване на информация, предаване на частни данни или създаване на нови дупки в сигурността. Други системи използват мерки за намаляване на размера на доверени „клиентски“ възли трябва да се поставят в централната система, като например поставяне на приложенията във виртуална машина.

Обществените системи или тези, които пресичат административни домейни (включително различни отдели в една и съща организация) често водят до необходимостта да се изпълнява на хетерогенни системи, с помощта на различни операционни системи и хардуерни архитектури. С много езици има компромис между инвестиции в разработката на софтуер и броя на платформите, които могат да бъдат подкрепени (и по този начин размерът на получената мрежа). Cross-платформените езици могат да намалят нуждата от този компромис, макар и потенциално за сметка на високата производителност на всеки един възел (поради интерпретация по време на изпълнение или липса на оптимизация за конкретна платформа). Има различни научни и търговски проекти, за впрягане на конкретна свързана мрежа или за целите на създаване на нови мрежи. BOINC е често срещан сред различните академични проекти, търсещи обществени доброволци.

В действителност мидълуер може да се разгледа като слой между хардуер и софтуер. На върха на мидълуер, редица технически области трябва да бъдат разгледани, които могат или не могат да бъдат мидълуер независими. Примерни области включват управление SLA, доверие и сигурност, Виртуално управление на организацияата, Управление на лиценз и Управление на данни. За тези технически области се грижат търговските решения, въпреки че острието на всяка област често се открива в рамките на конкретни изследователски проекти, изследващи областта.

Сегментацията на пазара на мрежови компютри

За сегментирането на пазара на изчислителните мрежи, трябва да бъдат разгледани две гледни точки: страната на доставчика и страната на потребителя:

Страна на доставчика на услуги

Цялостният пазар на grid се състои от няколко специфични пазара. Това са мидълуер пазара на мрежата, пазара за grid-активни приложения, пазар на полезните компютри, както и софтуер като услуга(SaaS) на пазара.

Grid мидълуер е специфичен софтуерен продукт, който дава възможности за споделяне на хетерогени ресурси и виртуални организации. Той е инсталиран и интегриран в съществуващата инфраструктура на участващата компания или компании и предоставя специален слой, разположен сред хетерогенната инфраструктура и специфичните потребителски приложения. Основни мидълуер мрежи са Globus Tookit, gLite и UNICORE.

Поезността от изчисления е посочено като предоставяне на изчислителната мрежа и приложения като услуга или като отворена разпределителна мрежа, или като хостинг решение за една организация или VO. Основните участници на пазара на полезни компютри са Sun Microsystems IBM и HP.

Грид-базирани приложения са специфични софтуерни приложения, които могат да използват мрежова инфраструктура. Това е възможно благодарение на използването на мрежата мидълуер, както е посочено по-горе.

Софтуеръта като услуга (SaaS) е „софтуер, който е собствен, доставян и управляван дистанционно, чрез един или повече доставчици.“(Gartner 2007) Освен това, SaaS приложенията са базирани на един набор от общ код, данни и дефиниции. Те се консумират като модел на един-към-много и SaaS използва Pay As You Go(PAYG) модел или модел за абонамент, които е в основа на използване. Доставчиците на SaaS не е задължително да притежават компютърни ресурси, които са необходими за работата им SaaS. Поради това доставчиците на SaaS може да използват пазара на полезни компютри. Пазарът на изчислителна полезност осигуряваа изчислителни ресурси за доставчиците на Saas.

Страна на потребителя

За фирми по поръчка или потребителска страна на мрежовия изчислителен пазар, различните сегменти са от съществено значение за тяхната IT разгръщаща стратегия. Стратегията на IT разгръщане, както и вида на направените IT инвестициите, са съответните аспекти на потенциалните потребители на мрежата, които играят важна роля за приемането на мрежата.

Източници

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Grid computing в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите. ​ ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.​