Использова ние Грид- технологий для построения распределенных САПР

1. Использование Грид-технологий для построения распределенных САПР RELARN200515 июня, 2005 Величкевич Сергей <serg@cad.ntu-kpi.kiev.ua> CAD, NTUU “KPI” Демченко Юрий <demch@science.uva.nl> AIRG, University of Amsterdam

2. Содержание • Развитие Грид и эволюция основных определений • Технологии Грид • Определение Грид • Типы Грид • Грид и виртуализация ресурсов и сервисов • XML и Грид • Архитектура Грид (OGSA и WSRF) • Анализ требований к Грид для реализации САПР Grid and CAD

3. Развитие Грид и эволюция основных определений • Ранние маркетинговые идеи • “Computing power from the tap” – «вычислительная мощность из краника» • Схожие коммерческие идеи • Autonomous computing by IBM • Utility computing by HP • .NET by Microsoft • Ключевая исходная технология для Грид – XML Web Services (WSA) • Дивиргенция в WSA против OGSA (Open Grid Services Architecture) • Конвергенция от OGSI (Open Grid Services infrastructure) к WSRF (Web Services Resource Framework) Grid and CAD

4. Существующие проекты и развитие стандартов для Грид • Globus (US) vs DataGrid (EU) • LCG (LHC Grid) • Large Hadron Collider - 2007 • OSG (Open Science Grid) Consortium - US • EGEE (Enabling Grid for E-sciencE) - EU • Стандартизация в Грид • GGF – Global Grid Forum • OASIS • Промышленность – IBM, Microsoft, Sun, HP, Verisign, BEA • Большие проекты – Globus, EGEE, OSG Grid and CAD

5. Определение Грид • Грид-система • Позволяет координировать использование ресурсов, которые не являются объектом централизованного управления • Использует стандартные, открытые и универсальные протоколы и интерфейсы на основе XML Web Services (Веб-сервисы), Web Services Resource Framework (WSRF) и Open Grid Services Architecture (OGSA) • Используется для предоставления нетривиального качества сервисов в сервис-ориентированной среде (SOA – Service Oriented Architecture) Grid and CAD

6. Типы Грид • Вычислительные Грид (Computational Grid) • Объединение вычислительной мощности множества компьютеров и серверов для решения более сложных задач, повышения и утилизацмм вычислительных мощностей • Грид Данных (Data Grid) • Обьединение ресурсов для распределенной обработки данных и предоставление координированного доступа к данным без их физического перемещения или посредством координированной репликации • Семантические Грид (Semantic Grid) • Предоставляют инфраструктуру для выполнения вычислительных задач на основе распределенного мета-информационного окружения, позволяющего оперировать данными из разнотипных баз данных, различных форматов, представляя результат в формате, определяемом приложением Grid and CAD

7. Грид и виртуализация ресурсов и сервисов • Виртуализация поддерживает согласованный доступ к ресурсам на множестве гетерогенных платформ, позволяет определять отображение множества логических экземпляров ресурсов на один и тот же физический и помогает управлению ресурсами в распределенной многодоменной среде • Виртуальные организации (VO - Virtual Organization)представляtт собой форму обьединение ресурсов и пользователей, ориентированных на выполнение определенных задач и предоставление определенных сервисов • Позволяют формировать новые сервисыиз компонентных ресурсов и сервисов • ВО создается на основе соглашения и обязательно включает правила в форме политики ВО • Могут содержать специфические сервисы для всей VO • Виртуализация Грид-сервисов позволяет легко отображать общее семантическое поведение сервисов на оригинальные механизмы платформы Grid and CAD

8. Структура Виртуальной Организации Grid and CAD

9. Взаимодействие сервисов в ВО Grid and CAD

10. XML и Грид • XML Web Services – основа для Грид-технологий • Грид сервисы общаются посредством протокола SOAP, использующего сообщения в формате XML • XML предоставляет широкие возможности для создания моделей данных и семантических коллекций – онтологий • XMLSecurity предоставляет средства для связывания контекста безопасности и содержания документа или сообщения • XML предоставляет основу для описания ресурса и политики Grid and CAD

11. Архитектура Грид (OGSA и WSRF) • Open Grid Services Architecture (OGSA) extends Web Services Architecture (WSA) and provides framework for creating and managing stateful transient Grid Services • Discovery and brokering • Data services • Security services • Agreements and Policy services • Resource provisioning and management • Messaging and Queuing • Monitoring • Logging, metering and accounting • Open Grid Services Infrastructure (OGSI) Grid and CAD

12. Анализ требований к Грид для САПР • Объединение разнообразных аппаратных средств САПР в единую инфраструктуру • Масштабируемость, позвоялющая динамическое предоставление вычислительных мощностей для решения поставленной задачи с учетом граничных ус • Обеспечение надежности и отказоустойчивости • Обеспечение безопасности и конфиденциальности данных • Хранение и обработка больших объемов информации • Гетерогенность, стандартное представление данных вычислительных ресурсов Grid and CAD

13. Заключение • Грид технологии предоставляют хорошую основу для построения распределенных САПР и следует ожидать скорого появления САПР ориентированных на использование Грид-сервисов и далнейшей интеграции САПР с производственными системами на основе Грид • САПР должны использовать Грид как инфраструктурные сервисы для доступа и интеграции распределенных ресурсов Grid and CAD