Luận Văn Nghiên cứu tổng quan về tính toán lưới và cài đặt mô hình thử nghiệm

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN . .1
LỜI CAM ĐOAN 2
MỤC LỤC . .3
DANH MỤC THUẬT NGỮ .6
DANH MỤC HÌNH . 8
LỜI NÓI ĐẦU .9
CHƯƠNG 1. TÍNH TOÁN LƯỚI 10
1.1 Tổng quan về Tính toán lưới 10
1.1.1 Tính toán lưới là gì? 10
1.1.2 So sánh với các mô hình, công nghệ khác 12
1.1.3 Phân loại mạng lưới 13
1.2 kiến trúc và thành phần chính của hệ thống lưới . 15
1.2.1 Tổng quan kiến trúc lưới . 15
1.2.2 Các thành phần theo mô hình chức năng 18
1.2.3 Các thành phần theo mô hình vật lý . .19
1.3. Các chuẩn cho tính toán lưới . 19
1.3.1 OGSA/OGSI là gì? .20
1.3.2 Chuẩn OGSI .20
1.3.3 Chuẩn OGSA 22
1.4 Các thành phần chính trong mô hình chức năng của lưới 24
1.4.1 Bảo mật . 24
1.4.1.1 Cơ chế bảo mật trong môi trường lưới . .25
1.4.1.2 Các chính sách bảo mật trong môi trường lưới .25
1.4.1.3 Hạ tầng an ninh mạng lưới GSI (Grid Security Infrastructure) 26
1.4.2 Quản lý tài nguyên lưới 27
1.4.2.1 Những thách thức trong quản lý tài nguyên lưới 27
1.4.2.2 Hệ quản trị tài nguyên GRAM 29
1.4.3 Quản lý dữ liệu .30
1.4.3.1 Giao thức truyền tập tin mạng lưới GridFTP 30
1.4.3.2 Dịch vụ định vị bản sao RLS 33
1.4.4 Lập lịch trong môi trường lưới .36
1.4.5 Grid Portal 38
1.4.5.1 Các yêu cầu đối với Grid Portal 39
1.4.5.2 Chuyển tải các Job trong Grid Portal 39
1.4.6 Giám sát lưới 40
1.4.6.1 Quy trình giám sát .41
1.4.6.2 Yêu cầu đối với một hệ thống giám sát lưới .41
1.4.6.3 kiến trúc bộ giám sát lưới GMA (Grid Monitoring Architecture) .42
1.4.6.4 Phân loại các hệ thống giám sát lưới . .43
1.5 Kết chương 44
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ GLOBUS .45
2.1 Tổng quan kiến trúc chung của GT 45
2.1.1 Các chức năng chính của GT 45
2.1.2 Các đặc trưng của GT4 .46
2.1.3 Tóm lược về kiến trúc của GT4 48
2.2 kiến trúc hướng dịch vụ . 48
2.2.1 GT4, các hệ thống phân tán, các dịch vụ Web 48
2.2.2 Cơ sở hạ tầng và ứng dụng hướng dịch vụ 49
2.2.3 kiến trúc hướng dịch vụ (Service Oriented Architecture-SOA) .50
2.3 kiến trúc GT4 . 51
2.3.1 kiến trúc tổng quan 51
2.3.2 Triển khai dịch vụ Web trên GT4 .53
2.4 Quản lý thực thi trong GT4 54
2.4.1 Tổng quan về GT4 GRAM .55
2.4.2 Lệnh globusrun-ws .56
2.4.3 Cách thức hoạt động của GT4 GRAM 60
2.4.4 Cấu hình và quản trị GT4 GRAM .62
2.5 Quản lý dữ liệu trong GT4 . 63
2.5.1 Tổng quan về quản lý dữ liệu trong GT4 63
2.5.2 Di chuyển dữ liệu 63
2.5.3 Tạo bản sao dữ liệu .64
2.6 Theo dõi và phát hiện . 65
2.6.1 Hệ thống theo dõi và phát hiện - MDS4 .65
2.6.2 Bộ gộp (aggregator) và nguồn thông tin .66
2.6.3 Nguồn thông tin và việc đăng ký 67
2.7 Kết chương 67
CHƯƠNG 3. CÁC KỸ THUẬT LƯỚI HIỆN ĐƯỢC TRIỂN KHAI Ở VIỆT
NAM . 68
3.1 Desktop Grids . 68
3.1.1 Tính toán phân tán trong các xí nghiệp .68
3.1.2 Định nghĩa Desktop Grid 69
3.1.3 Giá trị của lưới Desktop Grid .70
3.1.4 Các phần tử kỹ thuật chính .70
3.1.5 Các khía cạnh thực tế cần xem xét 72
3.1.6 Grid Server .73
3.2 Cluster Grids . 74
3.2.1 kiến trúc lưới Cluster .74
3.2.2 Bó phần mềm lưới cluster của Sun .75
3.2.3 Yêu cầu thiết kế 78
3.2.4 Phần cứng mạng .79
3.2.5 Quản lý một Cluster Grid .80
3.3 Kết nối Cluster vào Grid . 81
3.3.1 Sự cần thiết của việc kết nối grid và cluster 82
3.3.2 Kết nối Globus-based Grid và PBS-based Cluster 82
3.3.2.1 GRAM .8 2
3.3.2.2 PBS . .83
3.3.2.3 Các yêu cầu đối với thành phần kết nối 87
3.4 Kết chương 90
CHƯƠNG 4. TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM 91
4.1 Lập bản thiết kế kiến trúc lưới . . 91
4.2 Cài đặt một Grid . 95
4.2.1 Cấu hình phần cứng của lưới 95
4.2.2 Yêu cầu trước khi cài đặt 96
4.2.3 Cài đặt cho nút chính 96
4.2.4 Cài đặt các nút tính toán .101
4.2.5 Đồng bộ thời gian giữa các nút trong lưới 102
4.2.6 Cấu hình các dịch vụ mức lưới .103
4.3 Kết nối một Cluster vào Grid . 105
4.3.1 Cấu hình phần cứng 105
4.3.2 Cấu hình cluster-based PBS . .106
4.3.3 Cấu hình lưới dựa trên GT 108
4.4 Kết chương 109
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .110
TÀI LIỆU THAM KHẢO .111

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây rất nhiều thiết bị phần cứng mạnh phục vụ cho
yêu cầu tính toán hiệu năng cao đã được tạo ra. Nhưng, do nhu cầu của con người là
không giới hạn nên họ luôn thấy là chưa đủ, vì thể tính toán lưới đã ra đời nhằm đáp
ứng nhu cầu này. Tuy nhiên điểm chính yếu của lưới không phải là sức mạnh tính
toán mà là tính thực tiễn, tính thực tiễn này thể hiện ở chỗ các lưới tính toán thường
được tạo ra dựa trên việc tận dụng các nguồn tài nguyên bình thường, sẵn có mà
không cần phải mua hoặc tạo ra một hạ tầng phần cứng mới. Do đó, tính toán lưới
nổi lên như một phương tiện tập hợp tài nguyên tính toán chi phí thấp để giải quyết
những bài toán lớn.
Ở Việt Nam, công nghệ lưới còn khá mới, chỉ được triển khai ở một số ít các
trung tâm tính toán tại viện nghiên cứu hoặc các trường đại học chuyên ngành lớn.
Vì thế, luận văn đã được viết với mục đích nhằm nghiên cứu lý thuyết về tính toán
lưới, hạ tầng cần thiết cho lưới, xây dựng một môi trường tính toán lưới phục vụ
cho nhu cầu nghiên cứu các lĩnh vực chuyên sâu về lưới sau này. Luận văn được
chia làm 5 chương với nội dung cụ thể như sau:
Chương 1. Tổng quan về tính toán lưới, trình bày những vấn đề chung nhất
về tính toán lưới như định nghĩa, kiến trúc, các thành phần chính
Chương 2. Tổng quan về Globus, trình bày chi tiết về thành phần nền tảng
của tính toán lưới là bộ công cụ Globus Toolkit.
Chương 3. Các kỹ thuật lưới hiện đang được triển khai ở nước ta, trình
bày các kỹ thuật lưới đang được một số trung tâm tính toán ở nước ta triển khai như
Desktop Grid, Cluster Grid và Kết nối một Cluster vào một Grid thông qua PBS.
Chương 4. xây dựng lưới thử nghiệm, trình bày các bước cơ bản để thiết
kế một lưới. Cài đặt thử nghiệm một lưới đồng thời thực hiện kết nối một cluster
vào lưới.
Phần Kết luận, trình bày tóm tắt kết quả đạt được và hướng phát triển tiếp
theo của luận văn.