Colegio Pureza de María
Estudiante:
Isaac David Barsallo
Materia:
Comunicación de Datos
Trabajo:
Computación Grid
Profesor:
Giovanni Miranda
Grado:
X°B
Fecha:
Jueves, 1 de julio de 2010
Computación Grid
La computación grid es una tecnología innovadora que permite utilizar de forma coordinada
todo tipo de recursos (entre ellos cómputo, almacenamiento y aplicaciones específicas) que no
están sujetos a un control centralizado. En este sentido es una nueva forma de computación
distribuida, en la cual los recursos pueden ser heterogéneos (diferentes arquitecturas,
supercomputadores, clusters...) y se encuentran conectados mediante redes de área
extensa (por ejemplo Internet). Desarrollado en ámbitos científicos a principios de los años
1990, su entrada al mercado comercial siguiendo la idea de la llamada Utility computing supone
una revolución que dará mucho que hablar.
El término grid se refiere a una infraestructura que permite la integración y el uso colectivo
de ordenadores de alto rendimiento, redes y bases de datos que son propiedad y están
administrados por diferentes instituciones. Puesto que la colaboración entre instituciones
envuelve un intercambio de datos, o de tiempo de computación, el propósito del grid es
facilitar la integración de recursos computacionales. Universidades, laboratorios de
investigación o empresas se asocian para formar grid para lo cual utilizan algún tipo
de software que implemente este concepto.
Historia
Con el paso del tiempo, el desarrollo del hardware llevó a la mejora y abaratamiento de este,
dando paso a tecnologías que antes era impensable emplear, debido a costes o el bajo
rendimiento que ofrecían, como lo eran los clusters. Los clusters surgieron como una nueva
alternativa muy recomendable en el campo de la computación, tanto paralela como distribuida.
Consiste en unir un conjunto de computadores personales o estaciones mediante una red
(LAN, SAN, etc.). Su principal ventaja es la mejor relación de coste a rendimiento, sin embargo
la gran demanda tanto de computación como de espacio y gestión de almacenamiento
requeridos por un gran número de aplicaciones que gestionan grandes cantidades de datos y
han de hacerlo de forma eficiente y sencilla, exige el uso de nuevas tecnologías, como es el
caso de la computación grid o grid computing.
Características
Capacidad de balanceo de sistemas: no habría necesidad de calcular la capacidad de los
sistemas en función de los picos de trabajo, ya que la capacidad se puede reasignar desde
la granja de recursos a donde se necesite;
Alta disponibilidad. con la nueva funcionalidad, si un servidor falla, se reasignan los
servicios en los servidores restantes;
Reducción de costes: con esta arquitectura los servicios son gestionados por "granjas de
recursos". Ya no es necesario disponer de "grandes servidores" y podremos hacer uso de
componentes de bajo coste. Cada sistema puede ser configurado siguiendo el mismo patrón;
Se relaciona el concepto de grid con la nueva generación de Internet. El nuevo protocolo de
Internet IPv6 permitirá trabajar con una Internet más rápida y accesible. Una de las ideas
clave en la superación de las limitaciones actuales de Internet IPv4 es la aparición de nuevos
niveles de servicio que harán uso de la nueva capacidad de la red para intercomunicar los
ordenadores.
Este avance en la comunicación permitirá el avance de las ideas de grid computing al utilizar
como soporte la altísima conectividad de Internet. Es por ello que uno de los campos de mayor
innovación en el uso del grid computing, fuera de los conceptos de supercomputación, es el
desarrollo de un estándar para definir los Grid Services frente a los actuales Web Services.
Desventajas
No obstante, la computación grid presenta algunos inconvenientes que deben solucionarse.
Estos problemas son:
Recursos heterogéneos: la computación grid debe ser capaz de poder manejar cualquier
tipo de recurso que maneje el sistema, si no resultará totalmente inútil.
Descubrimiento, selección, reserva, asignación, gestión y monitorización de recursos son
procesos que deben controlarse externamente y que influyen en el funcionamiento del grid.
Necesidad de desarrollo de aplicaciones para manejar el grid, así como desarrollo de
modelos eficientes de uso.
Comunicación lenta y no uniforme.
Organizativos: dominios de administración, modelo de explotación y costes, política de
seguridad...
Económicos: precio de los recursos, oferta/demanda...
Ventajas y requisitos
En definitiva, grid supone un avance respecto a la World Wide Web:
El World Wide Web proporciona un acceso transparente a información que está almacenada en
millones de ordenadores repartidos por todo el mundo. Frente a ello, el grid es una
infraestructura nueva que proporciona acceso transparente a potencia de cálculo y capacidad
de almacenamiento distribuida por una organización o por todo el mundo.
Los requisitos que debe cumplir cualquier grid son:
Los datos deben compartirse entre miles de usuarios con intereses distintos. Se deben enlazar
los centros principales de supercomputación, no sólo los PC. Se debe asegurar que los datos
sean accesibles en cualquier lugar y en cualquier momento. Debe armonizar las distintas
políticas de gestión de muchos centros diferentes. Debe proporcionar seguridad.
Y los beneficios que se obtienen:
Proporciona un mecanismo de colaboración transparente entre grupos dispersos,
tanto científicos como comerciales.
Posibilita el funcionamiento de aplicaciones a gran escala.
Facilita el acceso a recursos distribuidos desde nuestros PC.
Todos estos objetivos y beneficios se engloban en la idea de "e-Ciencia".
Estos beneficios tendrán repercusión en muchos campos:
Medicina (imágenes, diagnosis y tratamiento).
Bioinformática (estudios en genómica y proteómica).
Nanotecnología (diseño de nuevos materiales a escala molecular).
Ingeniería (diseño, simulación, análisis de fallos y acceso remoto a instrumentos de
control).
Recursos naturales y medio ambiente (previsión meteorológica, observación
del planeta, modelos y predicción de sistemas complejos).
La tecnología derivada del grid abre un enorme abanico de posibilidades para el desarrollo de
aplicaciones en muchos sectores. Por ejemplo: desarrollo científico y tecnológico, educación,
sanidad, y administración pública.
Aplicaciones Grid
Hasta el momento solo existen 5 aplicaciones para la Computación Grid cuales son:
Súper computación distribuida.
Son aquellas aplicaciones cuyas necesidades no pueden ser satisfechas en un único nodo. Las
necesidades se producen en instantes de tiempo determinados y consumen muchos recursos.
Sistemas distribuidos en tiempo real.
Son aplicaciones que generan un flujo de datos a alta velocidad que debe ser analizado y
procesado en tiempo real.
Servicios puntuales.
Aquí no se tiene en cuenta la potencia de cálculo y capacidad de almacenamiento sino los
recursos que una organización puede considerar como no necesarios. Grid presenta a la
organización esos recursos.
Proceso intensivo de datos.
Son aquellas aplicaciones que hacen un gran uso del espacio de almacenamiento. Este tipo de
aplicaciones desbordan la capacidad de almacenamiento de un único nodo y los datos son
distribuidos por todo el grid. Además de los beneficios por el incremento de espacio, la
distribución de los datos a lo largo del grid permite el acceso a los mismos de forma
distribuida.
Entornos virtuales de colaboración.
Área asociada al concepto de Tele inmersión, de manera que se utilizan los enormes recursos
computacionales del grid y su naturaleza distribuida para generar entornos virtuales 3D
distribuidos.
Existen aplicaciones reales que hacen uso de mini-grids, las cuales están centradas en el campo
de la investigación en el terreno de las ciencias físicas, médicas y del tratamiento de la
información. Además existen diversas aplicaciones en el campo de la seguridad vial. Por
ejemplo, este sistema permite traducir el riesgo de herir a un peatón y la resistencia del
parachoques de un vehículo en una serie de datos que ayudan a diseñar la solución de
protección más adecuada.
Entre los primeros proyectos grid, surge Information Power Grid (IPG), que permite la
integración y gestión de recursos de los centros de la NASA. El proyecto SETI@Home a nivel
mundial, de investigación de vida extra-terrestre, o búsqueda de vida inteligente en el espacio,
puede ser considerado como precursor de esta tecnología, si bien la idea de Grid Computing es
mucho más ambiciosa puesto que no sólo se trata de compartir ciclos de CPU para realizar
cálculos complejos sino que se busca la creación de una infraestructura de computación
distribuida, con interconexión de diferentes redes, de definición de estándares, de desarrollo
de procedimientos para la construcción de aplicaciones, etc.
Anexo