Grid Computing HT05

Grid Computing HT05

‚Grid Computing: Auf dem Weg zu einer neuen globalen Infrastruktur ?!’

Inhalt

Grid Computing entstand in den späten 90er Jahren vor dem Hintergrund, aufwendige physikalische Berechnungen über mehrere Supercomputer verteilt durchführen zu wollen. Daraus entwickelte sich der generelle Wunsch, weltweit vorhandene, heterogene Ressourcen wie Rechner, Instrumente, Software und Daten, zur koordinierten Lösung so genannter "großer Probleme" verwenden zu können. Typische Grid-Anwendungen sind daher datenintensive und rechenintensive Berechnungen, die auf Ressourcen innerhalb so genannter Virtueller Organisationen (VO) verteilt werden. Beispiele finden sich in der Wettervorhersage, in Astronomieprojekten, in biologischen Genom-Projekten, in der Medikamentenforschung oder in den Wirtschaftswissenschaften. In der letzten Zeit hat auch die Industrie ein zunehmendes Interesse am Grid Computing gezeigt. Schon heute sind sich deshalb viele Analysten darüber einig, dass Grid Computing sich zu einer der wichtigsten Technologien der nächsten Jahre entwickeln und zum Motor völlig neuer Anwendungen werden wird.

Grid Computing steckt noch in den Kinderschuhen. In dem Seminar soll deshalb neben den Möglichkeiten, die Grid Computing bietet, ein Überblick über die zugrunde liegenden Technologien und Konzepte sowie wesentliche Forschungsthemen gegeben werden. Insbesondere soll in dem Seminar auf die Grid Middleware fokussiert werden, in der Fragen zur Sicherheit, Ressourcenverwaltung und Datentransfer behandelt werden.

Termin: Mittwoch den 23.11.05, 14 Uhr

Ort: Raum 41/0401

Themenübersicht

Um das inzwischen sehr umfangreiche Gebiet Grid Computing im Rahmen des Seminars einigermaßen umfassend behandeln zu können, werden wir uns auf neuere Entwicklungen konzentrieren. Die Grundlage des Seminars bilden die Lehrbücher The Grid 2 und Grid Computing: Making the Global Infrastructure a Reality. In der Nomenklatur wird dem Seminar das OGSA-Glossar des Global Grid Forums (GGF)

  • Einführung in Grid Computing

    Der Einführungsvortrag soll einen ersten Überblick zum Thema Grid Computing vermitteln. Nach einer kurzen Abgrenzung des Begriffs Grid Computing und einem geschichtlichen Überblick werden die verschiedenen Gridarten und der grundsätzliche Aufbau sowie die Komponenten eines Grids beschrieben. Vor dem Hintergrund der kollaborativen Zusammenarbeit wird in dem Vortrag des Weiteren der Grundsatz der virtuellen Organisationen und der zugrunde liegenden Policies erläutert. Ein Ausblick auf zukünftige technologische Entwicklungen im Bereich des Grid Computing rundet den Vortrag ab.

    Betreuer: Andreas Matheus

  • Web Services und das Web Services Resource Framework

    Die Open Grid Services Architecture (OGSA) basiert wesentlich auf der Web Services Technologie. In diesem Vortrag wird deshalb diese Technologie betrachtet. Insbesondere wird auch auf das Web Services Resource Framework (WSRF) eingegangen, das für zukünftige OGSA-Versionen relevant ist.

    Referenzmaterial: G2-Kapitel 4 und 17; GC-Kapitel 3 oder alternativ die Online-Version von Gannon et al.; WS-Resource Framework Spezifikationen; Dokumente der Web Services Architecture Working Group

    Betreuer: Cristian Opincaru

  • Open Grid Services Architecture (OGSA)

    Die Open Grid Services Architecture (OGSA) bildet den Standardrahmen für dienstorientiertes Grid Computing. OGSA erweitert das Globus Toolkit 2 (GT2) durch Aspekte dienstorientierter Architekturen und Web Services. In diesem Vortrag wird die OGSA-Spezifikation vorgestellt und auf die Open Grid Services Infrastructure (OGSI) eingegangen, der Erweiterung des Web Services Standards für Grid Services.

    Referenzmaterial: G2-Kapitel 4 und 17; GC-Kapitel 15; Spezifikation der Open Grid Services Architecture, Version 1.0; Spezifikation der Open Grid Services Infrastructure (OGSI), Version 1.0; Gannon et al.: A Revised Analysis of the Open Grid Services Infrastructure, Report Commissioned by the UK e-Science Core Program, 2002

    Betreuer: Matthias Göhner

  • OGSA-Implementierung: Globus Toolkit 4

    OGSA ist in verschiedenen Implementierungen umgesetzt worden. Exemplarisch wird in diesem Vortrag das Globus Toolkit in der neuen Version 4 vorgestellt und die zugrunde liegende Architektur ausführlich dargestellt.

    Referenzmaterial: GC-Kapitel 17; Dokumentation zum Globus Toolkit 4; Report GRIDWELTEN: User Requirements and Environments for GRID-Computing

    Betreuer: Matthias Göhner

  • Ressource Management

    Eine der grundlegenden Eigenschaften von Grid-Anwendugen ist die gemeinsame Nutzung von Netzen, Rechnern, Datenbeständen oder anderen Ressourcen und Diensten. Eine solche Nutzung erfordert ein geeignetes Ressourcen- und Service Management. In diesem Vortrag sollen die Grid-spezifischen Anforderungen und ein allgemeines Rahmenwerk für Grid-Resource Management (SLAs, Policies, Resource Description Languages) vorgestellt werden. Einen Kernpunkt bildet dabei das Service Negotiation and Acquisition Protocol (SNAP) zur Verhandlung von SLAs.

    Referenzmaterial: G2-Kapitel 18; Grid Service Level Agreements in Grid Resource Management: State of the Art and Future Trends von Jarek Nabrzyski, Jennifer M. Schopf und Jan Weglarz

    Betreuer: Frank Eyermann

  • Sicherheitsanforderungen im Grid Umfeld und zukünftige Trends für Sicherheitsarchitekturen

    In Grids treten durch die verteilten und multi-organisationalen Umgebungen nicht unerhebliche Sicherheitsherausforderungen auf. In diesem Vortrag werden die Anforderungen analysiert und Techniken vorgestellt, wie diese Anforderungen befriedigt werden können. Außerdem wird dargestellt wie aktuelle Trends in Sicherheitstechnologien auf Grids abgebildet werden können. Dazu wird insbesondere der Web Services Security Standard betrachtet.

    Referenzmaterial: G2-Kapitel 21.1-21.3; Web Services Security

    Betreuer: Cristian Opincaru

  • Daten-orientierte Griddienste

    Information - im Sinne von Daten und Wissen - ist eine wesentliche Ressource für Problemlösungen im Grid. Das Grid selbst bildet jedoch schon eine komplexe Umgebung, die eine enorme Fülle von Informationen liefert. Wir haben es deshalb nicht nur mit Informationen im Grid, sondern auch mit Informationen über das Grid zu tun. In diesem Vortrag werden die technischen Herausforderungen und Lösungsansätze betrachtet, die mit der Integration, Analyse und dem Management verteilter Daten zu tun haben. Auf das OGSA Data Access and Integration Projekt (OGSA-DAI) wird näher eingegangen.

    Referenzmaterial: G2-Kapitel 21.1-21.3; OGSA-DAI User Guide

    Betreuer: Matthias Göhner

  • Peer-to-Peer-Technologien und Grids

    Ein Grid ist - vor allem anderen - zunächst eine Infrastruktur, deren Kernkomponenten Entwicklung und Deployment von Grids beeinflussen. Neben klassischen asymmetrischen Client/Server-Systemen werden in diesem Vortrag alternativ hoch-skalierbare, selbst-organisierende verteilte Systeme betrachtet (peer-to-peer). Da P2P und Grids langfristig zu konvergieren scheinen, wird auch dargestellt, wie P2P für die weitere OGSA-Entwicklung von Nutzen sein kann.

    Referenzmaterial: G2-Kapitel 29; GC-Kapitel 18; On Death, Taxes, and the Convergence of Peer-to-Peer and Grid Computing

    Betreuer: Frank Eyermann

  • Grid Computing in der Praxis: Anwendungen im industriellen und naturwissenschaftlichen Umfeld

    Der abschließende Vortrag des Seminars beschäftigt sich mit Anwendungen des Grid Computing im industriellen und naturwissenschaftlichen Umfeld. Berichtet wird über die verwendeten Deployment-Technologien, den Projektverläufen und Projektorganisationen. Die Beispiele beziehen sich auf das deutsche D-Grid Projekt, das EU DataGrid-Projekt, das TeraGrid sowie den Large Hadron Collider (LHC) am CERN.

    Referenzmaterial: G2-Kapitel 27; GC-Kapitel 5 oder alternativ die Online-Version von Johnston et al

    Betreuer: Andreas Matheus

    Referenzmaterial

    Referenzmaterial zu den einzelnen Vorträgen siehe dort. Das Seminar wird sich stark an die beiden folgenden Lehrbücher anlehnen:
    • The Grid 2: Blueprint for a New Computing Infrastructure
      Herausgegeben von Ian Foster und Carl Kesselman
      Morgan Kaufmann Publishers
      ISBN: 1-55860-933-4
    Für das Seminar ist die zweite Ausgabe des Buches wichtig. Einige Kapitel der ersten Ausgabe sind online frei verfügbar, dienen jedoch nur als Sekundärliteratur.
    • Grid Computing: Making the Global Infrastructure a Reality
      Herausgegeben von Fran Berman, Geoffrey C. Fox und Anthony J.G. Hey
      John Wiley & Sons
      ISBN: 0-470-85319-0
    Die folgenden beiden Grundlagen-Papers sollten von jedem Seminarteilnehmer zumindest gelesen worden sein: Im Seminar werden wir uns am OGSA-Glossar des Global Grid Forums (GGF) orientieren. Dieses finden Sie hier:
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