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D-Grid-Initiative - Statusbericht -

D-Grid-Initiative - Statusbericht -. H.-G. Hegering LMU / LRZ. „ The GRID is an emerging infrastructure that will fundamentally change the way we think about and use computing...“ “The word GRID is chosen be analogy with the electric powergrid, which provides pervasive access to power…”

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Presentation Transcript

  1. D-Grid-Initiative- Statusbericht - H.-G. Hegering LMU / LRZ H.-G. Hegering

  2. „The GRID is an emerging infrastructure that will fundamentally change the way we think about and use computing...“ “The word GRID is chosen be analogy with the electric powergrid, which provides pervasive access to power…” “We believe that by providing pervasive, dependable, consistent, and inexpensive access to advanced computational capabilities, databases, sensors, and people, computational grids will have a similar transforming effect … and impact on human capabilities and society.” Ian Foster, Care Kesselman (1999) H.-G. Hegering

  3. Grid Applications • Distributed Supercomputing • distributed interactive simulation • computational steering, visualization • High throughput computing • schedule large number of loosely-coupled tasks • make use of free processor cycles • On-Demand Computing • meet short-term requirements • Data-Intensive Computing • high energy physics experiments • digital sky survey, astronomical photographic data • meteorological forecasting systems • Collaborative Computing • Enabling and enhancing human-to-human interactions H.-G. Hegering

  4. Classes of Grid Users H.-G. Hegering

  5. Grids: Research Challenges • Nature of Applications • Programming Models and Tools • System Architecture • Algorithms and Probling-Solving Methods • Resource Management • Security • Instrumentation and Performance Analysis • End systems • Network Protocols and Infrastructure H.-G. Hegering

  6. EUROGRID European Data Grid (EDG) European Grid of Solar Observations (EGSO) Earth System Grid (ESG) Grid Resources of Industrial Applications (GRIA) Grid Interoperability Project (GRIP) Grid Physics Network (GriPhyN) Globus International Virtual Data Grid Lab (iVDGL) LHC Computing Grid (LCG) NASA Information Power Grid (IPG) Open Grid Services Architecture Database Access and Integration (OGSA-DAI) Open Archives Initiative Unicore, Unicore plus, Unicore pro GRID-Projekte (Auswahl) H.-G. Hegering

  7. Foren, Nationale Initiativen (Auswahl) • Foren • Global Grid Forum (GGF): OGSA Grid Architecture • European Grid Forum (EGF) • Globus • Nationale Initiativen • „Revolutionizing Science and Engineering Through Cyber Infrastructure“ NFS Blue-Ribbon Advisory Panel, January 2003 • DOE Science Networking Challenge: Roadmap to 2008, June 2003 • NSF Middleware Initiative (NMI) • Dutch Grid, Virtual Lab • NORDUGRID • INFN-Grid • EU • EGEE-Projekt im 6. Rahmenprogramm H.-G. Hegering

  8. Situation in Deutschland (bis 2003) (1) • UNICORE-Projekte (ausgelaufen) • DFN-Entwicklungsprogramm (2001 ausgelaufen) • einzelne Personen/Institute beteiligt in verschiedenen Konsortien und Projekten • LHC-Grid, Tier1-Zentrum in Karlsruhe für deutsche LHC-Gruppe • bislang keine nationale Initiative (vergleichbar zu USA, GB, NL) • bislang keine nationale Anstrengung für eine Grid-Infrastruktur H.-G. Hegering

  9. Situation in Deutschland (bis 2003) (2) • Grid macht nicht bei nationalen Grenzen halt • Deutsche Wissenschaftler eingebunden in internationale Communities • Deutsche Wissenschaftler angewiesen auf Zugriff auf internationale Ressourcen (Rechner, Daten, Experimente) • Grid ohne Standardisierung (auf vielen Ebenen) funktioniert nicht • Jede Community muss nicht alle Grid-Aspekte neu erfinden • Deutschland sollte die Chancen des Grid nicht verschlafen H.-G. Hegering

  10. D-GRID: Enstehung • seit 2003 mehrere Workshops (auf Initiative des FZ KA und des HGF) • beteiligt alle bekannten relevanten Einrichtungen aus dem Wissenschaftsbereich, inkl. DFN und BMBF, sowie Industrievertreter • Konsens über Notwendigkeit der Bündelung der isolierten deutschen GRID-Aktivitäten • Konsens über die Notwendigkeit eines nationalen Förderprogramms H.-G. Hegering

  11. D-GRID: Ziele • Etablierung eines e-Science-Frameworks • Bündeln der Aktivitäten, um Synergiepotenziale für globale, verteilte und neuartige Wissenschaftskollaborationen auf der Basis internetgestützter Dienste freizusetzen • D-Grid Strategiepapier: http://iwrwww1.fzk.de/dgrid/intern2/D-Grid_Strategie_17-12-03b.pdf • D-Grid Grundsatzerklärung: http://iwrwww1.fzk.de/dgrid/intern2/MoU_DGRID%20v3.pdf H.-G. Hegering

  12. eScience-Framework H.-G. Hegering

  13. D-GRID: Maßnahmen • Etablierung eines E-Science-Kompetenznetzwerkes • Bereitstellen von Ressourcen und einschlägigen Knowhow • Entwicklung von Anwendungszenarien: Wissenschaft und Industrie • Forschung und Entwicklung von Grid-Systemen • Entwicklung von Grid-Software • Kooperation mit internationalen Forschungs- u. Industrieprojekten • Schaffung einer nachhaltigen Basisinfrastruktur • Etablierung von e-Science-Pilotprojekten  Erzielung eines nationalen Förderprogramms als Leitinnovation H.-G. Hegering

  14. D-GRID: Organisation, Aufgaben • Lenkungsausschuss (LA): Hegering (LRZ), Hiller (AWI), Maschuw (FZK, GridKa), Reinefeld (ZIB), Resch (HLRZS) • Mandat: nationale und internationale Vertretung der deutschen GRID-Community • Bildung von Arbeitskreisen • Organisation von Communities • Erstellen des wissenschaftlich-technischen Programms bis Sommer 2004 H.-G. Hegering

  15. D-GRID: bisheriges Vorgehen • Freie Nennung von Themen • Fragebogenaktion • getrennt nach Anbietern, Entwicklern, Nutzern • Fragen nach • Communities • Grid-fähigen Applikationen • benötigten Basisdiensten, Ressourcen • offene Problemen, Erfahrungen, Wünschen • Mitwirkungsmöglichkeiten • Bildung von 5 Arbeitskreisen und 6 Communities H.-G. Hegering

  16. D-GRID: Arbeitskreise (1) AK1: Kooperationsmodelle für den Betrieb • Bestandsaufnahme verfügbarer Ressourcen • Abrechnungsmodelle für Nutzung von Ressourcen , Ressourcenbewertung • Rechte für Ressourcennutzung • Weitere rechtliche und organisatorische Fragestellungen • Bestandsaufnahme von Organisationsformen in Communities (im Sinne einer virtuellen Organisation) AK2: Middleware und Services • Bestandsaufnahmen vorhandener Middleware • Interoperabilitätsanforderungen an Middleware-Komponenten • Bestimmung des Bedarfs für Sicherheitsinfrastrukturen für D-Grid (Security, AAA, VC, Directory, Roaming) • Resourcebroker und weitere Dienste • Beschreibungssprachen, Modelling H.-G. Hegering

  17. D-GRID: Arbeitskreise (2) AK3: Management-Methoden und Autonomic Computing • Rahmenbetriebsstrukturen für Dienste und Middleware- und Service Ebene (z.B. SLAs, Support- und Operationszentren, Einbindung in vorhandene Infrastrukturen wie z.B. RZ bei Anwendern), auch Forschungsaufgaben hierzu • Qualitätsmanagement • Methoden für Self-Management, Self Healing… von Ressourcen und Diensten im Netz AK4: Netz • Bestandsaufnahme existierender Netzdienste und –protokolle (G-WiN u.a.) • Bestimmung neuer gridspezifischer Netzdienste • Bestimmung der qualitativen und quantitativen gridspezifischen Volumenbedarfe • Performance Monitoring H.-G. Hegering

  18. D-GRID: Arbeitskreise (3) AK5: Daten- und Informationsmanagement • Langzeitarchivierung • Metadaten, semantische Methoden und Informationsdienste • verteilte gemeinsame Dateisysteme • Massendatenverwaltung LA: Lenkungsausschuss bearbeitet: • Definition einer Aufgabenstellung (für das Arbeitsprogramm) zur Verbreitung der D-Grid-Idee • Maßnahmen zur Gewährleistung der Nachhaltigkeit der Grid-Entwicklungen • Weiterbildungsbedarf zu Grid-Services/Middlewarediensten • Erarbeitung von Vorschlägen zur Struktur des e-Science Kompetenznetzwerkes H.-G. Hegering

  19. D-GRID: Communities C1: Astro-und Teilchenphysik C2: Computational Science, Ingenieurwesen (NG) C3: Medizin und Bioinformatik (NG) C4: Klimaforschung und Earth Sciences (NG) C5: Hoch- und Höchstleistungsrechenzentren (AG) C6: Wissenschaftliches Informationswesen (NG, AG) NG: Nutzergruppe AG: Anbietergruppe H.-G. Hegering

  20. Sprecher der AKs und NGs • Arbeitskreis AK1: Prof. Hoffmann (DWD Offenbach), Herr Mickel (FZK) AK2: Prof. Schwiegelshohn (U Dortmund), Dr. Pattloch (DFN) AK3: Dr. Eickermann (FZJ), Dr. Schwichtenberg (FhGSCAI) AK4: Herr Ullmann (DFN), Dr. Heinke (TU Dresden) AK5: Dr. Lautenschlager (MPI HH), Dr. Hemmje (FhG IPSI Da) • Nutzer-/Anbietergruppen C1: Prof. Mättig (U Wuppertal), Herr Kasemann (DESY) C2: (noch offen) C3: Prof. Rienhoff (U Göttingen) C4: Dr. Budich (MPI HH) C5: Dr. Küster (HLRS Stuttgart) C6: Prof. Mehlhorn (MPI Saarbrücken) H.-G. Hegering

  21. D-GRID: Techn.-wiss. Programm • Aufbau der Erstversion des Dokuments • Communities: Aufgabenstellung und Bedarf für D-GRID • D-GRID: Dienste der ersten Realisierungsversion • Organisatorische Fragestellungen • Forschungsaufgaben • Umfang ca. 100 Seiten, Länge und Präzisierung der Darstellung orientieren sich etwa an der Roadmap des DoE-Programms H.-G. Hegering

  22. D-GRID: Hintergrundpapiere • Strategiepapier: D-Grid: Auf dem Weg zur e-Science in Deutschland http://iwrww1.fzk.de/dgrid/intern2/D-Grid_Strategie_17-12-03b.pdf • DoE Science Networking Challenge: Roadmap to 2008 http://www.es.net/hypertext/welcome/Roadmap/Roadmap-TOC-Sect%202.pdf • Next Generation Grids. European Grid Research 2005-2010 http://www.cordies.lu/ist/grids/index.htm • Fox, Walker: e-science GAP Analysis http://www.grid2002.org/ukescience/gapresources/GapAnalysis30June03.pdf H.-G. Hegering

  23. D-GRID: Weiteres Vorgehen • Febr./März/April: Sitzung der AK und NG/AG • Darstellung der D-Grid Initiative auf der GGF in Berlin (10.3.04) durch Ministerin Bulmahn • Abschluss der AK-, NG/AG-Arbeiten (30.4.04) • Gemeinsamer Workshop der Sprecher mit LA und externen Experten im Mai • Vorlage des Arbeitsprogramms der e-Science Initiative (Mai) • Vorstellung des Arbeitsprogramms und des Förderprogramms des BMBF durch Ministerin Bulmahn am 15.6.04 • Projektauschreibung (ab Juli 04) H.-G. Hegering

  24. D-GRID: Position BMBF/Zeitplan • erwartet gemeinsames Commitment, gemeinsame Trägerschaft und Finanzierung durch Wissenschaft, Wissenschaftsorganisationen, Wirtschaft und Politik • Förderung von 2005 -2008 10-20 Mio€/a für Infrastruktur und Middleware • Ausschreibung Mitte 2004, Förderung ab 2005 • GGF 10.3.04 Bekanntmachung durch Ministerin Bulmahn • 15.6.04: 20-Jahrfeier DFN Vorstellung des Programms H.-G. Hegering

  25. D-GRID: Aufgaben DFN-Verein • Bereitstellung der Netzinfrastruktur G-WiN (neue Netzdienste) • Aufbau und Betrieb von Basisdiensten der Middleware-Ebene, wie z.B. PKI, AAA • Mitarbeit bei Definition eines GRID-Arbeitsprogrammes (insbesondere AK2, 3, 4) H.-G. Hegering

  26. GRID Infrastruktur im DFN • Aufgaben für Rechenzentren • Aufbau von GRID-Know How vor Ort • Support für Nutzer bei Einführung von Middlewarediensten • Bereitstellen von Bausteinen für Middlewaredienste (z.B. Nutzerverzeichnisse) • Erbringung der lokalen Dienste für GRIDs H.-G. Hegering

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