Grid Computing

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D

CEO Opentelematics Internacional Boliviajesaavedra@opentelematics.org

http://jesaavedra.opentelematics.orghttp://esteban.profesionales.org

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 1 / 56

Supercomputacion basada en servidor

Algunos inconvenientes de la supercomputacion basada en servidor:

Falta de escalabilidad

Equipos muy caros

Mantenimiento muy caro

Las demandas de calculo podrıan ser puntuales

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 2 / 56

Computacion cluster

Alternativa economica a la adquisicion de unmultiprocesador/supercomputador.

Mejor relacion coste/rendimiento (3-10 veces).

Mantenimiento caro y a menudo ineficiente.

Modelo de programacion.

Alto coste de las comunicaciones con respecto a losmultiprocesadores.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 3 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 4 / 56

Computacion Intranet

Ventajas

Aumentar el aprovechamiento de los recursos informaticos

Ciclos de CPU a coste bajo

Mejora de la escalabilidad

Mejora de fiabilidad

Facilidad de administracion

Facilidad de sustitucion de equipos obsoletos

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 5 / 56

Computacion Intranet

Inconvenientes

No pueden gestionar recursos fuera del dominio de administracion

No respetan las polıticas de seguridad y de gestion de recursos de lasorganizaciones

Protocolos e interfaces basicos no basados en estandares abiertos

El unico recurso que gestionan es la CPU

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 6 / 56

Grid Computing

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 7 / 56

Comparativa

Definicion

Mientras que la Web es un servicio para compartir informacion a traves deInternet, el GRID es un servicio para compartir potencia de calculo yalmacenamiento a traves de la red.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 8 / 56

Grid

Definicion

El termino grid se refiere a una infraestructura que permite la integraciony el uso colectivo de computadoras de alto rendimiento, redes y bases dedatos que son propiedad y estan administrados por diferentes instituciones.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 9 / 56

Proposito

Definicion

El proposito del grid es facilitar la integracion de recursos computacionales

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 10 / 56

Elementos del grid

El Grid implica la conjuncion de:

Redes de alta velocidad

Software de computo especializado

Software y Hardware para almacenamiento masivo

Software especializado para la administracion

Polıticas de acceso y protocolos estandares

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 11 / 56

Grid

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 12 / 56

Caracterısticas de un Grid

Sencillo: uso intuitivo, comola web

Transparente: desconocer su ubicacion fısica

Agil: tiempo de respuesta aceptable

Fiable: debe garantizar los resultados obtenidos

Seguro: control de acceso a recursos de informacion

Permanente: siempre disponible

Economico: Coste menor para infraestrusturas compartidas

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 13 / 56

Recursos a compartir

De calculo

De almacenamiento

De informacion

Todo recurso accesible por internet

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 14 / 56

Elementos

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 15 / 56

Almacenamiento distribuido

Sistema distribuido y tolerante a fallos, que no solo permite elintercambio de archivos sino tambien ofrece servicios distribuidos como:

Mensajeria instantanea

Streaming de video

Almacenamiento seguro de archivos (los ficheros perduran en eltiempo)

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 16 / 56

Computacion distribuida

Basado en la agregacion de potencia de calculo de PCs voluntarias,conectadas mediante internet.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 17 / 56

Topologias Grid

Intragid

Grids locales en una organizacion

Basado en contactos personales

Extragid

Recursos corporativos

basados en contactos de negocios

Intergid

Integracion de extragrids

Basados en certificaciones

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 18 / 56

Razones para el uso de un Grid

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 19 / 56

Razones para el uso de un Grid (1)

Razones relacionadas con la investigacion

Permite formas nuevas de investigacion

Investigacion distribuida y en colaboracion

Escalas y recursos de una magnitud sin precedentes

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 20 / 56

Razones para el uso de un Grid (2)

Razones economicas

Reduce los costos de gerencia de los sistemas

Recursos compartidos ? mejor utilizacion

Recursos contribuidos ? aumento de capacidad

Recuperacion de desastres mas baratos

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 21 / 56

Razones para el uso de un Grid (3)

Razones computacionales

Una nueva oportunidad para resolver el viejo problema

Acabar con la ignorancia sobre resultados existentes

Nueva escala, nueva dinamica, nuevos alcances

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 22 / 56

Razones para el uso de un Grid (4)

Razones organizativas

Desarrollo endogeno de componentes de software

Instalar, operar y usar servicios complementarios

Compartir la responsabilidad operacional

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 23 / 56

Razones para el uso de un Grid (5)

Razones polıticas

Estimula la innovacion

Promueve colaboraciones intramuros

Promueve colaboraciones extramuros

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 24 / 56

Elementos de la arquietectura de grid

Usuarios y organizaciones

Proveedores de datos de conenido

Proveedores de computo y conexion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 25 / 56

Metacomputacion

Conjunto de sistemas cluster/superordenadores interconectados por redlocalizados en diferentes puntos geograficos con el objeto de cooperar entareas intensivas computacionalmente.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 26 / 56

Grid Middleware

La construccion de un Grid es posible gracias a un software especial quepermite la integracion de todos los distintos tipos de recursos queparticipan en el.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 27 / 56

Proyectos cientificos de aplicacion

Estudio del genoma

Simulacion molecular

Fısica de partıculas

Modelado del clima

Observacion de la Tierra

Meteorologıa

Criptografıa

Astronomıa y espacio

Biomedicina

Ciencia y tecnologıa de materiales

Ciencias de la tierra

Ciencias puras

Tecnologıas para la sociedad de la informacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 28 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 29 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 30 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 31 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 32 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 33 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 34 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 35 / 56

Proyectos de Grid en el mundo

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 36 / 56

Proyectos Grid en el mundo

AP GRID: Asia-Pacific Grid. 16 paıses del area.

CLARA: Interconexion de redes academicas avanzadas nacionales deAmerica Latina, junto con Europa (GEANT) y el Mundo.

CYTEDGRID: Tecnologıa Grid como Motor del Desarrollo Regional.16 universidades de Latinomerica, Portugal, y Espana.

EELA GRID: E-Infraestructure shared between Europe and LatinAmerica. 22 instituciones de la Union Europea y America Latina.

GGF: Global Grid Forum. 400 organizaciones en mas de 50 paıses.

GRAMA: Grid Acacemica Mexicana. Mexico.

PRAGMA: Pacific Rim Applications and Grid Middleware Assembly.10 paıses del area.

DUTCHGRID: Large-scale Distributed Computing in theNetherlands. Holanda.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 37 / 56

Gids de colaboracion voluntaria

Climateprediction.net

Compute Against Cancer

Distributed Folding

fightAIDS@Hole

Folding@Home

Genome@home

LHC@home

Mersenne Prime Search

Screensaver Lifesaver

SETI@home

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 38 / 56

Grids Comerciales

HP: gran actividad como grid consulting, ademas de desarrollos deinfraestructuras grid (Dreamworks)

IBM: Grid Toolbox (basado en GT)

Oracle: OGDK (Oracle Globus Development Kit)

Sun Microsystems: Sun Grid Engine Enterprise

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 39 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 40 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 41 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 42 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 43 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 44 / 56

Beneficios

Impacto cientifico: explotacion eficiente de centros y recursos

Impacto tecnologıco: abre nuevos mercados, nuevas formas decolaboracion y desarrollo de proyectos.

Impacto social: acceso para vencer a la brecha tecnologıca

Retorno: desarrollo del conocimiento, mejora de infraestructuras.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 45 / 56

Principal aplicaciones en la educacion

E-Ciencia

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 46 / 56

E-Ciencia

Definicion

Se define como e-Ciencia el conjunto de actividades cientıficas que sedesarrollan mediante la utilizacion de recursos geograficamente distribuidosa los que se accede por medio de redes

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 47 / 56

Que es la E-Ciencia

Conjunto de actividades cientificas desarrolladas mediante el uso derecursos distribuidos accesibles a traves de Internet.

Mas efectiva cuando se asocia a una colaboracion global (no soloindividual).

Simplifica el acceso a los recursos y aprovehca su utilizacion.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 48 / 56

Nace como necesidad de

Recursos de computo masivo

Acceso a fuentes de datos distribuidos

Uso de equipos especializados o costosos

Intercambio y colaboracion entre especialistas

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 49 / 56

Conjeturas

Se tiene una imagen idealizada de la metacomputacion

Sera posible llegar al punto del supercomputador ubicuo

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 50 / 56

Objetivos de la E-Ciencia

Dar soporte a las iniciativas de comunicacion cientıfica en accesoabierto de los investigadores de la Comunidad de Nacional eInternacional.

Ofrecer un espacio de acceso abierto a la ciencia y el conocimiento.

Incrementar la difusion, la visibilidad y el impacto de la investigacioncientıfica nacional.

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 51 / 56

Interes de E-Ciencia

Modelizar: Diseno, Simulacion

Compartir: Informacion, Computacion

Comprender: Conocimiento (Knowledge)

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 52 / 56

Aplicacion

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 53 / 56

Que podemos hacer en nuestro paıs?

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 54 / 56

Preguntas

Preguntas

Preguntas, dudas, consultas, ...

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 55 / 56

Agradecimientos

Gracias...

Esteban Saavedra Lopez, Ph.D (Opentelematics) Grid Computing May. 2008 56 / 56