136_Злнскй_Скрбгтй

Международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии»
ИСТ-2014
СЕКЦИЯ 3 ЭЛЕКТРОННЫЕ СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Д. С. СКОРОБОГАТЫЙ (магистрант), В. П. ЗЕЛЕНСКИЙ (к.т.н.)
(Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева)
ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ GRID СИСТЕМ
Для проектирования и создания grid сетей используются несколько уровней моделей,
характеризующихся различной глубиной определения состава и средств создания grid системы
(согласно «Введение в технологию грид» Д.Ю. Лабутин, А.А. Алехин, Д.К. Боголепов):
1. Базовые средства,
2. Инструментальные комплексы,
3. GRID-платформы.
Каждый следующий уровень конкретизирует grid-системы, ограничивая их функционал,
определяя сильные и слабые стороны технологии построения системы. Пример этих уровней – SOA
(Service Oriented Architecture – базовые средства, теоретическая основа), Globus Toolkit (комплекс,
основанный на OGSA для разработки сервисов), gLite (готовый набор сервисов).
В рамках самого распространённого в качестве основы разработки инструментов стандарта
OGSA определено, что система состоит из сервисов, клиентов и реестров. Кроме того, в рамках OGSA
определены следующие группы сервисов, которые в совокупности составляют grid систему:
1. Подсистема диспетчеризации заданий – определяет способы описания, передачи и выполнения
заданий,
2. Подсистема управления данными – определяет структуру и методы доступа файловой системы grid,
3. Подсистема мониторинга – отвечает за сбор и доставку информации о функционировании системы,
4. Подсистема безопасности – контролирует использование сервисов и связанных данных.
Каждый из этих слоёв после реализации наполняется правилами формирования путей
взаимодействия узлов при включении их в систему, порождая статическую структуру подсистемы.
Задача создания общей структуры grid системы, как правило, решается путём введения некоторых
статических (с точки зрения жизненного цикла системы) связей между подсистемами.
Статическое решение задачи приводит к тому, что в определённый момент развития системы,
разрастание grid в ширину приводит к увеличению нагрузки на статические связи подсистем, порождая
снижение качества обслуживая. Эта проблема решается путём модификации структуры grid системы,
которая сводится к введению новых структурных единиц, принципиально не определённых в
предыдущей структуре. Пример такого решения задачи для систем с децентрализованной
диспетчеризацией – создание областей с централизованной диспетчеризацией и диспетчеров областей.
При этом каждая область действует как самостоятельная, с точки зрения выполнения заданий, система.
Такое решение, очевидно, приводит к ошибкам при определении оптимальной области и падению
прироста производительности системы при её расширении из-за ограничения доступа к ресурсам узла.
Реорганизационные решения проблемы расширения grid сетей на системах другого типа статической
организации (не децентрализованной) также дают проблемы доступа к ресурсам, сбора метаданных,
контроля безопасности, обнаружения отказа. Можно предположить, что решение проблем,
возникающих при расширения grid сетей, значительно упростится при наличии правил формирования
связей grid системы и создания отдельного слоя служб, занимающегося контролем структуры grid в
целом: диспетчеров, файловой системы, пользователей и т.д.
Введение слоя сервисов, регулирующих передачу данных, способствует получению
управляемой, легко расширяемой на определённых принципах, системы. При рассмотрении каждого
слоя сервисов как отдельного графа и регулировании связи сервисов для каждого слоя оптимальным
образом, решаются задачи минимизации внутренних взаимодействий элементов grid и разделения
фоновой нагрузки (связанной с работой среды grid) на узлы.
При наличии сервисов, отвечающих за распределение обязанностей внутри grid, расширение
системы будет сопровождаться автоматическим дополнением реестров ресурсов, установлением связей
между узлами, корректным обновление других метаданных. Кроме того, удаление узла из системы
также не будет критичным при существовании слоя поддержки структуры, так как при этом, после
установления факта исключения узла из grid могут быть приняты меры по сохранению
работоспособности системы на базе информации слоя контроля структуры grid.
E-mail: dmitrysk@ro.ru
136