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Grids Computacionais: Arquiteturas, Tecnologias e Aplicações Alexandre Crescencio V. Monteiro LNCC/CNPq

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Grids Computacionais: Arquiteturas, Tecnologias e Aplicações

Alexandre Crescencio V. MonteiroLNCC/CNPq

Roteiro

• Conceituação• Características de Grids• Aspectos da Computação em Grid• Projetos em desenvolvimento• Perspectivas

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O que é um Grid?• Uma plataforma para execução de aplicações paralelas– Amplamente distribuída– Heterogênea– Compartilhada– Sem controle central– Com múltiplos domínios administrativos

O que é um Grid?• A metáfora da rede elétrica

Grid Computacional(fonte de recursos

computacional)

Grid Computacional(fonte de recursos

computacional)

Plataformas de Execução de Aplicações Paralelas

• SMPs acoplamento• MPPs• NOWs• Grids distribuição

SMP

Memória

CPU

CPU

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CPU

Exemplos: Pentium dualIBM 3090

MPP

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Mem.

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Escalonador

requisições

Exemplo: Cluster carcará

NOW

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Mem.

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requisições requisições requisições

Exemplo: Laboratórios de universidades

GridCPU

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Internet

Aspectos da Computação em Grid

• Além das questões de praxe em computação paralela, Computação em Gridadiciona os seguintes aspectos:

1. Escalonamento de Aplicação2. Acesso e Autenticação 3. Economias Grids4. Imagem do Sistema

1- Work Queue withReplication

• Solução de escalonamento para aplicações independentes

• Não depende de informação sobre o Grid ou sobre as tarefas

• Envia uma tarefa para cada máquina disponível

• Quando não há mais tarefas para enviar, as ainda em execução são replicadas

• Eficiente, mas desperdiça ciclos

2-Acesso e Autenticação• Com vários domínios administrativos, como

se dá acesso e autenticação?• Idealmente gostariamos de ter um loginúnico– E propagável para os processos que criamos

• Segurança é um aspecto muito importante aqui

3 OurGrid Architecture

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4-Imagem do Sistema• Imagem do sistema são as abstrações que

nos permite lidar com um sistema computacional– Arquivo, diretório, processo, usuário, grupo, etc

• Com vários domínios administrativos, a imagem do sistema é heterogênea– Complica tremendamente o uso do Grid

• Soluções– Novas asbtrações para se lidar com o Grid[exemplo: MyGrid]

Exemplos de Computação em Grid

• MyGrid• Globus• Seti@Home

Globus• Conjunto de serviços para Computação em Grid

• Solução mais famosa e mais amplamente usada

• Evoluindo para integração com WebServices• Não é uma solução completa (out of the box)

– Falta escalonamento de aplicação, imagem do sistema, economias grid

SETI@HOME

MyGrid• Solução completa para aplicações independentes

• Meu Grid são todas as máquinas que eu posso acessar

MYGRID

Grid Machine

Grid MachineHome Machine

Gateway

Grid MachineGrid MachineGateway

PC CLUSTERPetropolis UNISANTOS

UFRJ

Modelagem molecular• Estudo de mutantes da protease do HIV-I em

cooperação com o Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – IBCCF/UFRJ

• Cleverson A. Veronez• Carla Osthoff• Pedro Pascutti

60 tasks de 10 minutos1proc=1800 minutos57proc=30 minutos

Modelagem molecular• Estudo de enovelamento de proteínas cooperação com o Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho – IBCCF/UFRJ

• Flávia Agostini• Carla Osthoff• Pedro Pascutti

• 8000 tasks de 20 minutos cada• 1 proc = 17 dias• 40 procs= 14 horas

Sensoriamento remoto• Devido ao grande desafio de administração dos sistemas ecológicos, econômicos e sociais do Brasil, foi proposta a Rede Temática de Pesquisa emModelagem Ambiental da Amazônia (Geoma) parapredizer a dinâmica dos sistemas ecológicos e sócio-econômicos

• Desenvolvimento de um protótipo capazde processar em paralelo uma imagemde satélite

Imagen C4096 1proc= 101.400seg8proc= 2.997seg

A Grid computing Testbed for EM algorithm financial market

applications

vXY += βREGRESSION MODEL

50 matrizes de 100 000 X 100 000 de 40 minutos de proc.

1 proc= 2650 minutos54 procs= 53 minutos

Perspectivas• Computação em Grid sendo aplicada em outros contextos, além de PAD• Grid services• Portal de modelagem molecular

Grupo de trabalho do LNCC• Carla Osthoff; • Cleverson A. Veronez;• Flávia Agostini;• Patrícia Barros;• Patrícia Bittencourt;• Cristiane Oliveira• Alexandre C.V. Monteiro;• Alison Neumam;• Laura Borma;• Fabiano Saldanha;• Erica Remer.

PUBLICAÇÕES 2003

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Contato

Alexandre Crescencio V. Monteiro

Laboratório Nacional de Computação CientíficaAv. Getúlio Vargas – 333 Sala 1A 09 Quitandinha

Tel: 2233- 6143

[email protected]