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Computação Grid e infra-estruturas para e-ciência
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Computação Grid e infra-estruturas para e-ciência

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  • Transcript

    • 1. Computação Grid e Infra-estruturas para e-Ciência Grid computing and e-Infrastructures ( Cyberinfrastructures) Leandro N. Ciuffo [email_address] Juiz de Fora, 12.06.2008
    • 2. O Problema Bioinformática Astronomia Clima / previsões
    • 3.
      • Search for Extraterrestrial Intelligence
      • http://setiathome.berkeley.edu/
      • Screensaver
        • Ciclos ociosos
      • “ volunteer computing“
      Seti@Home (1999)
    • 4.
      • Frequentemente, um único computador ou mesmo supercomputadores não são suficientes para esses tipos de cálculos, tornando muito difícil, caro e às vezes impossível alcançar determinados objetivos
      O Problema
    • 5.
      • O maior experimento científico do mundo
      Um problema maior ainda! E -infrastructure shared between E urope and L atin A merica
    • 6.
      • ~100m abaixo da terra
      • Túnel de 27 Km
      LHC - Large Hadron Collider
    • 7.
      • 40.000.000 de colisões por segundo em cada detector
      • 15 Petabytes de dados por ano ( ~15.000.000 GB)
        • ~ 21 milhões de CDROMs
        • 41TB por dia
        • 150 vezes todo conteúdo publicado anualmente na WWW *
      LHC - Large Hadron Collider (*) Baseado em uma extimativa do vice-presidene de operações do Google CMS LHCb ATLAS ALICE
    • 8.
      • Seria necessário um cluster com ~100.000 CPUs
      • Os dados precisam estar disponíveis para milhares de cientistas, independete da sua localização
      LHC - Large Hadron Collider
    • 9. A Solução Grid computing - Analogia à rede elétrica ( electrical power grid )
    • 10. A metáfora do Grid G R I D M I D D L E W A R E Visualising Workstation Mobile Access Supercomputer, PC-Cluster Data-storage, Sensors, Experiments Internet, networks
    • 11. e-Ciência
      • Espaço de armazenamento abundante
      • Altíssimo poder de computação
      • Colaboração com colegas distantes, compartilhando recursos, dados e resultados
      Características
    • 12. Evolução tecnológica * Sputnik 1960 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 * ARPANET * Email * Ethernet * TCP/IP * IETF * Internet Era * WWW Era * Mosaic * XML * PC Clusters * Crays * Mainframes * HTML * W3C * P2P * Grids COMPUTING Communication * Web Services * Minicomputers * PCs * WS Clusters * PDAs * Workstations 2010 * e-Science Computing as Utility * e-Business * SocialNets Controle Centralizado Controle Descentralizado
    • 13. Internet X Web X Grid
      • INTERNET
        • Infra-estrutura de rede que conecta milhões de computadores ao redor do mundo
        • TCP/IP
        • Década de 1970
    • 14. Internet X Web X Grid
      • World Wide Web
        • Serviço de compartilhamento de informações/documentos construído no topo da Internet
        • Início década de 1990
    • 15. Internet X Web X Grid
      • Grid
        • Também é um serviço construído no topo da Internet, mas vai um passo a diante…
        • Na WWW, os computadores compartilham informações
        • Graças ao Grid, computadores serão capazes de compartilhar poder computacional e recursos como armazenamento de disco , aplicativos e base de dados .
    • 16. O passado A revolução do Grid G R I D M I D D L E W A R E 01011010110
      • CPU - Memory
      • Disc - Input/Output
      , o presente …
    • 17. A revolução do Grid … O futuro virtual services virtual services virtual services virtual services virtual services virtual services
    • 18. Cenário em 2007
    • 19. Investimentos da UE € Bi.
    • 20. Projeto EGEE
      • Coordenado pelo CERN
      • 32 países
      • 91 instituições
      • Orçamento de 35+ M €
      • > 35.000 CPUs
      • ~ 2.500 TB storage
      • > 50.000 jobs per day
      www.eu-egee.org
    • 21. Projeto EGEE
    • 22. Projeto EGEE - Aplicações
      • Variado domínios científicos
        • Arqueologia
        • Astrofísica
        • Química
        • Geofísica
        • Física de Altas Energias
        • Engenharia
        • Simulações Financeiras
        • Biologia
        • Genética
      http://indico.cern.ch/conferenceTimeTable.py?confId=22351
    • 23. Rede G É ANT2 USA Latin America Asia South-East Europe Mediterranean Area
    • 24. Mapa das Redes “ Grid computing is coordinated resource sharing and problem solving in dynamic, multi-institutional virtual organizations” (I.Foster)
    • 25. RedCLARA “ Grid computing is coordinated resource sharing and problem solving in dynamic, multi-institutional virtual organizations” (I.Foster) www.redclara.net RNP-BR REUNA-CL CUDI-MX RAAP-PE REACCIUN-VE
    • 26. LA Country NREN organisation Maximum national connections: backbone links | access links External capacity through International R&E networks Argentina Innova-Red 34 Mbps 90 Mbps RedCLARA Bolivia ADSIB 128 kbps n/a Brazil RNP 10 Gbps 1 Gbps 155 Mbps RedCLARA + 900 Mbps USA Chile REUNA 310 Mbps 10 Mbps 90 Mbps RedCLARA Colombia RENATA 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps RedCLARA Costa Rica CR2Net 512 kbps n/a Cuba RedUniv 2 Mbps n/a Ecuador CEDIA 45 Mbps 10 Mbps RedCLARA El Salvador RAICES 10 Mbps RedCLARA Guatemala RAGIE 100 Mbps 100 Mbps 10 Mbps RedCLARA Honduras HONDUnet n/a Mexico CUDI 155 Mbps 34 Mbps 34 Mbps RedCLARA, 1 Gbps USA Nicaragua RENIA 100 Mbps n/a Panama RedCYT 45 Mbps RedCLARA Peru RAAP 10 Mbps 45 Mbps RedCLARA Uruguay RAU 1 Mbps 34 Mbps RedCLARA Venezuela REACCIUN 155 Mbps 34 Mbps 45 Mbps RedCLARA + 45 Mbps USA
    • 27. O Projeto EELA E -science grid facility for E urope and L atin A merica
    • 28. O Projeto EELA
      • Argentina ( JRU )
        • 3 members (coord. LINTI-UNLP )
      • Brasil ( JRU )
        • 15 members (coord. UFRJ)
      • Chile ( JRU )
        • 7 members (coord. REUNA)
      • Colombia ( JRU )
        • 2 members (coord. UNIANDES)
      • Cuba (CUBAENERGIA)
      • Equador (UTPL)
      • França ( JRU )
        • 2 members (coord. CNRS)
      • Irlanda (UCC-CMRC)
      • Italia (INFN)
      • Mexico (UNAM)
      • Peru ( JRU )
        • 4 members (coord. SENAMHI)
      • Portugal ( JRU )
        • 3 members (coord. UPORTO)
      • Espanha ( JRU )
        • 8 members (coord. CIEMAT)
      • Venezuela ( JRU )
        • 2 members (coord. ULA)
      • Internacional (CLARA)
    • 29. EELA em 1 slide
      • Pesquisadores querendo realizar pesquisas em conjunto com outros colegas/instituições
      • Infra-estrutura: centros de computação na UE e na América Latina
      • Aplicações e dados científicos (HEP, Biomed, e-Learning, Clima)
      www.eu-eela.eu
    • 30.
      • 47 aplicações (13 no projeto precedente)
      • Ap. voltadas para problemas da América Latina
      Aplicações El Niño Malaria E-learning http://applications.eu-eela.eu
    • 31. Centros de computação - EELA
      • ~ 1100 CPUs
      • ~ 60 TB storage
      EELA countries stand-alone Grid site
    • 32. Centros de computação – EELA-2
      • ~ 3000 CPUs
      • ~ 700 TB storage
    • 33. Conceitos básicos
    • 34. Middleware
      • Software de mediação”
      • Grid Middlewares
        • gLite http://glite.web.cern.ch/glite/
        • Globus Toolkit http://www.globus.org
        • Condor http://www.cs.wisc.edu/condor/
        • UNICORE http://www.unicore.eu
        • OMII-UK http://www.omii.ac.uk
        • Etc…
    • 35. Preocupação com a segurança (1/4)
    • 36. Preocupação com a segurança (2/4)
      • Solicitar seu certificado digital à um CA ( Certification Authority ) certificado pelo IGTF ( International Grid Trust Federation )
      • Carregar o certificado no browser
      • Aceitar os “Termos de Uso” do Grid
      • Solicitar sua inscrição em uma das VOs ( Virtual Organization ) disponíveis para o Grid em questão
      1 2 3 4
    • 37. Preocupação com a segurança (3/4)
      • Seu certificado é sua chave para acessar o Grid
      • Certificado X.509
      • Criptografia de chaves pública e privada
      • Chave pública: distribuída livremente
      • Chave privada: apenas o dono a possui
      OBS: todos os atores em um Grid (usuários, PCs, instrumentos...) precisam de um certificado
    • 38. Preocupação com a segurança (4/3)
      • Conteúdo de um certificado X.509:
        • Chave pública do usuário
        • Identidade do usuário
        • Informações sobre o CA
        • Validade
        • Número de serie
        • Assinatura Digital do CA
      Public key Subject:C=CH, O=CERN, OU=GRID, CN=Andrea Sciaba 8968 Issuer: C=CH, O=CERN, OU=GRID, CN=CERN CA Expiration date: Aug 26 08:08:14 2005 GMT Serial number: 625 (0x271) CA Digital signature
    • 39. Arquitetura básica User Interface Resource Broker ssh Worker nodes Worker nodes CE VOMS BDII LFC SE User Desktop SE
    • 40. Concluindo…
      • A fase atual do desenvolvimento do Grid pode ser comparada à da Web de 10 anos atrás
      • Acredita-se que Grid Computing revolucionará a TI da mesma forma que a Web fez (e está fazendo)
      • Atualmente empresas como HP, Sun, Oracle, IBM e Microsoft também estão investindo em pesquisas relacionadas ao Grid
      • Instituições que antes eram privadas de pesquisas que exigiam muito poder computacional, agora podem tirar proveito do Grid
      • NGIs (Iniciativas Nacionais de Grid) estão sendo criadas em vários países
      • A chamada “e-Science” representa um ativo que contribuí para o desenvolvimento de um país
    • 41. Concluindo…
      • Alessandro Volta apresenta em Paris, na presença de Napoleão, a primeira bateria (1801).
      Afresco de Nicola Cianfanelli – Museu de Hist. Natural de Florença
    • 42. Concluindo… … e no futuro, haverá redes elétricas em todo o mundo… Power (Electrical) Grid O quê ?!?! Esse cara é louco… Oh, mon Dieu !
    • 43. Prorrogação
      • Para saber mais…
    • 44. Grid Café http://gridcafe.web.cern.ch/gridcafe/
    • 45. Ian Foster “ Grid computing is coordinated resource sharing and problem solving in dynamic, multi-institutional virtual organizations” (I.Foster)
    • 46. GILDA: Grid INFN Laboratory for Dissemination Activities https://gilda.ct.infn.it
    • 47. GILDA: Grid INFN Laboratory for Dissemination Activities
    • 48. GILDA: Grid INFN Laboratory for Dissemination Activities
      • “ Sonificar” dados geofísicos coletados de sismogramas digitais instalados em vulcões.
      Etna, Italy Tungurahua, Ecuador
    • 49. GILDA: Grid INFN Laboratory for Dissemination Activities
      • Melodização
      5s = 20h de processamento em 1 PC simples
    • 50. Links e contato
      • Slides sobre gLite https://grid.ct.infn.it/twiki/bin/view/EELA2/TrainingOnGLite
      • gLite tutorial – GILDA Wiki
      • https:// grid.ct.infn.it/twiki/bin/view/GILDA/UserTutorials
      • What is the Grid? http://access.ncsa.uiuc.edu/witg/
      • iSGTW http://www.isgtw.org/?pid=1000550
      • Open Grid Forum
      • http://www.ogf.org
      [email_address]