Grid computing
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Le document traite de l'informatique en grille, une infrastructure virtuelle permettant le calcul distribué en utilisant la puissance de milliers d'ordinateurs. Il aborde l'architecture, les composants, les modes de fonctionnement, ainsi que les défis, limites et applications du grid computing, illustré par l'étude de cas SETI@home. En conclusion, la grille informatique est reconnue comme le système distribué le plus avancé en matière de transparence et d'hétérogénéité.
Grid computing
- 1. The Grid Computing Réalisé par : EL KHIRAOUI Taoufik Encadré par : AFDEL Abdollah ENNACIRI Zakaria Mme D.Chiadmi 1
- 2. plan I. Historique & Définition II. Architecture III. Composants et Fonctionnement IV. Type de Grid V. Défis & limites VI. Grid software VII. étude de cas VIII.conclusion 2
- 3. Historique Le nom de “Grille” a été choisi par analogie avec le réseau électrique (electric power grid) brancher un ordinateur pour obtenir de la puissance de calcul comme brancher une grille pour avoir de l'électricité 3
- 4. Définition Une grille informatique (en anglais, grid) est une infrastructure virtuelle constituée d'un ensemble de ressources informatiques potentiellement partagées, distribuées, hétérogènes, délocalisées et autonomes. Une grille de calcul permet de faire du calcul distribué : elle exploite la puissance de calcul (processeurs, mémoires, ...) de milliers d'ordinateurs afin de donner l'illusion d'un ordinateur virtuel très puissant. Ce modèle permet de résoudre d'importants problèmes de calcul nécessitant des temps d'exécution très longs en environnement "classique". 4
- 5. Architecture des grilles Modèle en couches. Couches hautes axées sur l'utilisateur. Couches basses plus orientées vers les ordinateurs et les réseaux. 5
- 6. Couche réseau : • La couche la plus basse constitue le réseau • Assure la connexion des ressources sur la grille. 6
- 7. Couche ressources : • constituée des ressources de la grille, • Ordinateurs, systèmes de mémoire, catalogues de données électroniques, capteurs, télescopes… 7
- 8. Couche intergiciel : ◦ Ensemble de fonctions permettant aux ressources (serveurs, mémoires, réseaux, etc.) de participer à un contexte de grille unifié. ◦ le cerveau de la grille ! ◦ Gestion de ressources ◦ Ordonnancement (scheduling) ◦ Réservation ◦ Services d’information. 8
- 9. Couche application : située au niveau le plus élevé qui comprend: – Types d’applications: scientifiques, techniques, gestion, financières, porta ils… – C'est la couche des utilisateurs de la grille. 9
- 10. Composants Un ordinateur pour les taches administratives (nœud de contrôle). - Ordonnancement des taches et gestion des priorités. - l'association taches et ressources. - Performances normales pour les utilisateurs. 10
- 11. Un réseau d'ordinateurs : - interfaces pour l'utilisateur. - ressources pour l’ exécution des applications. Ordinateurs : homogènes ou hétérogènes. La nature du réseau : - Liaisons directes. - A travers Internet. 11
- 12. Middleware : permettre l’ exécution d’un processus à travers le réseau. Sans lui toute communication entre le système est impossible. Plusieurs formes de middleware. 12
- 13. Modes de fonctionnement Le mode maitre/esclave La technique utilisée ici est le pull : ce sont les esclaves qui demandent à fournir du travail. 13
- 14. Le Mode client/agent/serveur: *déclaration ses services auprès de l’agent (registry ) . *utilisateur requiert un service contact de l’agent pour passer sa requête au système. *Celui-ci lui communique en retour un identifiant donnant accès a l’application recherchée. 14
- 15. Types de grid o Information Grid Stockage et échange de données o Server Grid Ressources de calcul (Processeurs, RAM …) o Global Grid Ressources combinés o Desktop Grid Machines personnelles (locales, volontaires) 15
- 16. future/ défis o Sécurité et confiance Trust les machines volontaires faute s de calcul utilisation malicieuse des données Remède : même calcul affecté a n machines. Availability une machine peut à tout moment se déconnecter du réseau Remède: assigner des larges work-units pour diminuer le temps de besoin d’une machine . réassigner le travail si le noue n'envois pas de résultat . 16
- 17. o Transparence et robustesse Leslie Lamport: « vous savez que vous avez à faire à un système distribué quand votre travail n’a pas été accompli à cause de la défaillance d’un nœud dont vous ne connaissiez pas l’existence auparavant » ! o Passage à l’échelle Des milliers/millions de ressources o grille Facile à programmer Interfaces utilisateurs intelligentes, modèles de programmation. 17
- 18. Limites Il existe plusieurs limites à ce que l'architecture des grilles informatiques peut accomplir dans un environnement d' entreprise. La commercialisation des grilles est difficile ->Sécurité 18
- 19. Les grilles ont besoin de support de communication pouvant assurer le partage des données sur une grande échelle. Pas de mesure d'usage , délégation, facturation. pas de contrôle de la façon avec laquelle les ressources d'une machines seront exploitées 19
- 20. L'absence d'une approche convenue. Plusieurs entreprises collaborent afin de créer un unique protocole. XML comme solution. difficulté de création d’ applications qui marchent sur toutes les plateformes. 20
- 21. Applications traditionnelles ne sont pas adaptées au grille. 21
- 22. Grid software Ce qui fait le grid cé le software ni plus ni moins Indépendamment du matériel utilisé. Il existe plusieurs implémentations du grid: 1/grid middleware (Globus Toolkit, gLite, and UNICORE.) 2/utility grid computing (sun microsystem, IBM, hp). 3/ software as a service .(oracle, IBM) 22
- 23. Quelques domaines qui utilisent le grid computing le grid computing contribue dés son apparition au développement de la recherche scientifique et spécialement dans les domaines scientifiques suivants : L’astronomie (ondes électromagnétiques) Biologie et médecine (protéine) Climatologie.(sensore) Mathématique & nanotechnologie. Etc… 23
- 24. Etude de cas : Seti@home un projet de calcul distribué - à l'université de Californie à Berkeley- Utilise des ordinateurs branchés sur l'Internet , 24
- 25. des observations faites par le radiotélescope numérisées, emmagasinées expédiées aux installations de SETI@home en Californie divisées en petites unités de 0,35Mo envoyées à des ordinateurs personnels utilisant le logiciel Une fois l'analyse terminée, les résultats sont retournés à la source. 25
- 26. SETI@home est un programme économiseur d'écran téléchargeable par internet. un exemple de l'application du principe de "récupération de cycles » l'analyse est basée sur l’algorithme coherent integration . 26
- 27. Logiciel: SETI@home fonctionne soit -sous forme d'écran de veille, - soit de manière continue La plate-forme initiale supportant le logiciel, nommée désormais « SETI@home classique » (SETI@home classic), fut utilisée du 17 mai 1999au 15 décembre 2005. Le 3 mai 2006 ,elle a été remplacée par le Berkeley Open Infrastructure for Network Computing -seti@home -plusieurs projet -> Plus de puissance 27
- 28. Quelques chiffres + de 5,2 millions de participants. Accumulation de 2 millions d’années de temps d’analyse d’ordinateurs. Au 2 mars 2012 : 1,1 millions d’ordinateurs dont 227.000 actifs Puissance de calcul : 562 TeraFLOPS (en comparaison avec Kcomputer 8162 TeraFLOPS) 28
- 29. Conclusion La grille informatique représente aujourd’hui le système distribué le plus mature en terme de transparence ,ouverture et hétérogénéité . 29
- 30. Bibliographie • http://En.Wikipedia/grid_computing . • Thèse de M Hala Sabah ,le 23 mars 2009 Université de Franche - Comité. 30