Τεχνολογία Grid Computing στην Ελλάδα

Η τεχνολογία υπολογιστικού πλέγματος (Grid computing) είναι μία ώριμη τεχνολογία για την εκτέλεση υπολογισμών και την επεξεργασία δεδομένων ευρείας κλίμακας. Η ονομασία Grid computing βρίσκεται σε αναλογία με το ηλεκτρικό δίκτυο (power grid) όπου οι χρήστες του μπορούν να αντλούν την ενέργεια που χρειάζονται από όποιο σημείο βρίσκονται, χωρίς να πρέπει να ασχολούνται με την παραγωγή της ενέργειας αυτής. Έτσι, αντί ο κάθε χρήστης να κατέχει ο ίδιος την υπολογιστική ισχύ που χρειάζεται (μέσω προσωπικών υπολογιστών ή τοπικών συστοιχιών υπολογιστών), ο χρήστης έχει πρόσβαση σε κατανεμημένες συστοιχίες υπολογιστών και αποθηκευτικού χώρου τις οποίες μπορεί να χρησιμοποιήσει όπως επιθυμεί.

Η ελληνική υπολογιστική πλέγματος HellasGrid προσφέρεται από τo ΕΔΕΤ και συνεργαζόμενα πανεπιστήμια και ΤΕΙ (ΑΠΘ, ΤΕΙ ΑΜΘ, ΙΕΣΕ).  Βασίζεται σε 10 συστοιχίες υπολογιστών και αποθηκευτικών μονάδων στην Ελλάδα, οι οποίες είναι συνδεδεμένες μεταξύ τους με το δίκτυο υψηλής ταχύτητας της ΕΔΕΤ. Η υποδομή HellasGrid χρησιμοποιείται επί σειρά ετών από χρήστες της Ελλάδας και του εξωτερικού, και είναι ενσωματωμένη στην υποδομή EGI.

Οι πάροχοι του υπολογιστικού πλέγματος δημιουργούν, σύμφωνα με τα παραπάνω, ένα δίκτυο κατανεμημένων υπολογιστικών και αποθηκευτικών πόρων. Το δίκτυο αυτό μπορεί να περιλαμβάνει πόρους σε πολύ ευρεία γεωγραφική κατανομή, όπως για παράδειγμα το σύνολο της Ευρώπης. Πράγματι, η μεγαλύτερη υποδομή υπολογιστικού πλέγματος στον κόσμο αυτή τη στιγμή είναι η υποδομή EGI , η οποία περιλαμβάνει περισσότερες από 260 συστοιχίες, σε 55 περίπου χώρες, με συνολικό αριθμό υπολογιστικών πυρήνων περίπου 150.000, 28 petabytes αποθηκευτικού χώρου σε δίσκους και 41 petabytes αποθηκευτικού χώρου σε ταινίες. Η υποδομή EGI χρησιμοποιείται από 14.000 χρήστες περίπου, σε όλον τον κόσμο, και δημιουργήθηκε αρχικά για να εξυπηρετήσει τις ανάγκες επεξεργασίας του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (Large Hadron Colider) στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών (CERN), ενώ πλέον χρησιμοποιείται από 140 περίπου ομάδες χρηστών σε διαφορετικά επιστημονικά πεδία. Στην υποδομή EGI συμμετέχει και η Ελλάδα μέσω της υποδομής HellasGrid, η οποία αναλύεται στη συνέχεια.

Τρόπος Χρήσης

Πως μπορεί να χρησιμοποιήσει το υπολογιστικό πλέγμα ένας χρήστης.

Για να χρησιμοποιήσει το υπολογιστικό πλέγμα ένας χρήστης θα πρέπει να ακολουθήσει μία τυπική διαδικασία εγγραφής, σκοπός της οποίας είναι να διαπιστωθεί ότι είναι πράγματι μέλος κάποιου ακαδημαϊκού η ερευνητικού ιδρύματος. Στη συνέχεια θα πρέπει να προσχωρήσει στην ομάδα που αντιστοιχεί στο επιστημονικό του πεδίο (Virtual Organisation). Τότε μπορεί να μεταφέρει δεδομένα προς αποθήκευση στο πλέγμα, και να εκτελέσει υπολογιστικές εργασίες σε αυτά. Οι υπολογιστικές εργασίες είναι προγράμματα τα οποία υποβάλλονται από τον χρήστη στο λογισμικό του υπολογιστικού πλέγματος. Το λογισμικό αυτό είναι υπεύθυνο για τον εντοπισμό ελεύθερων πόρων για την εκτέλεσή τους, όπως και για τον εντοπισμό των δεδομένων τα οποία έχει μεταφέρει ο χρήστης στο πλέγμα (καθώς τόσο οι αποθηκευτικοί όσο και οι υπολογιστικοί πόροι είναι κατανεμημένοι, τα δεδομένα μπορεί να αποθηκευτούν σε διαφορετικές συστοιχίες της υποδομής).

Μοντέλο Χρήσης

Ποιο είναι το Μοντέλο Χρήσης που ακολουθεί το υπολογιστικό πλέγμα;

Το μοντέλο χρήσης του υπολογιστικού πλέγματος δεν βασίζεται στην αλληλεπιδραστική εκτέλεση (είναι δηλαδή batch). Ο χρήστης υποβάλλει αρχεία και προγράμματα στην υποδομή, η υποδομή αναλαμβάνει την κατανομή τους στις διάφορες συστοιχίες ανάλογα με τη διαθεσιμότητα των πόρων, και όταν ελευθερωθούν οι απαιτούμενοι πόροι (αν δεν υπάρχουν αρκετοί διαθέσιμοι εκείνη τη στιγμή) θα ξεκινήσει η εκτέλεση των ζητούμενων εργασιών. Πρέπει να σημειωθεί ότι το υπολογιστικό πλέγμα απαρτίζεται από πλήθος κοινών μηχανημάτων και αποθηκευτικών μονάδων – έτσι, δεν προσφέρει υψηλές υπολογιστικές αποδόσεις (High Performance Computing), αλλά υψηλό αριθμό διαθέσιμων πόρων (High Throughput Computing).