Um Modelo de Virtualização em Grades Computacionais para Inserção de Recursos Ociosos

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1 Um Modelo de em Grades Computacionais para Inserção de Recursos Ociosos Apresentado por: Josiney de Souza e Rubens Massayuki Suguimoto CI853 - Tópicos em Redes de Computadores III Prof. Aldri Luiz dos Santos Mestrado em Informática Universidade Federal do Paraná Centro de Computação Científica e Software Livre Modelo de para Grades Computacionais

2 Sumário Grid Computing 1 Grid Computing Arquitetura 2 Tipos de virtualização de máquinas Esquema Problemas e idéias encontradas 7 Modelo de para Grades Computacionais

3 Introdução Grid Computing Arquitetura Conhecido também como computação em grade ou meta-computação É um modelo de computação distribuída que oferece uma infraestrutura de recursos computacionais para processamento de alto desempenho. A infraestrutura envolve dezenas, centenas e até milhares de máquinas disponibilizando seus recursos de hardware e software. Grande dispersão geográfica Ligados por redes de longa distância (Internet) Uso dos recursos pode variar de acordo com a poĺıtica do dono. Modelo de para Grades Computacionais

4 Arquitetura de Grid Computing Arquitetura Figure: Arquitetura das Grids. Modelo de para Grades Computacionais

5 Arquitetura Arquitetura - descrições das camadas Fabric contém todos os recursos de hardware. Cuida de resolver problemas de heterogeneidade; Connectivity responsável por fazer a conexão dos nodos; Resources responsável por acessar e gerenciar os recursos. Aqui os recursos são vistos de forma uniforme; Collective reponsável por buscar e manter informações dos recursos; Application é o software que pode ser desenvolvido usando as camadas de conectividade e recursos. Caso seja necessário, a camada de coleta pode ser aplicada (ex: alocadores de tarefas). Modelo de para Grades Computacionais

6 Introdução Grid Computing Tipos de virtualização de máquinas é um conceito amplo no mundo da computação. São solução de computadores que faça uso de abstração. (ex: placa de rede, desktop, grade, nuvem, etc.) pode ser entendida como simulação de algum meio. Pode ser usado para otimizar o uso do hardware Diminuir os custos financeiros relacionados a manutenção Provê ambientes isolados do sitema principal Para nosso propósito iremos nos forcar nas máquinas virtais [3] Modelo de para Grades Computacionais

7 Tipos de virtualização de máquinas Tipos de virtualização de máquinas Para-virtualização é a vertente que trata as máquinas virtuais de maneira autônoma do sistema base. Todos os componentes de um computador real estão disponíveis e são controlados por um hypervisor. Exemplos: Xen e KVM. Containers é a vertente que mantém as máquinas virtuais mais próximas do sistema base. Apenas o kernel do sistema base é executado, de modo que apenas máquinas virtuais do mesmo tipo sejam criadas. Exemplos: Linux Vserver, OpenVz e OpenBSD-Jails. Modelo de para Grades Computacionais

8 + Grades Tópicos de estudos e pesquisa nos últimos congressos [2] [1] [4] Estudos visa melhorar questões de escalabilidade, segurança, gerência de recursos e uso. Modelo de para Grades Computacionais

9 Grid Computing Desenvolver um modelo que faz uso de virtualização baseada em containers Inserção de recursos ociosos dentro das grades de forma rápida e segura. A virtualização se daria através de criação de uma máquina virtual dentro de uma máquina real ociosa. A máquina virtual contém todos scripts e informações para integrar nas infraestrutura Modelo de para Grades Computacionais

10 Modelo da proposta Figure: Esquema do modelo de virtualização Modelo de para Grades Computacionais

11 com relação a inserção de recursos (camada de fábrica) SETI@Home Virtual Community Grid (VCG) Boot Remoto + Grid (TG) Modelo de para Grades Computacionais

12 Grid Computing Esquema Problemas e idéias encontradas Uma mini grade com três computadores dedicados Inserção de uma quarta máquina utilizando o modelo proposto. Uso do middleware Globus Toolkit 4 (GSI, GRAM, MD, GridFTP e RFT) GSI e o MDS centralizados. Máquina virtual em container OpenVZ com Linux Debian. Modelo de para Grades Computacionais

13 Esquema de implementação Esquema Problemas e idéias encontradas Figure: Esquema de implementação. Usamos o GSI e o MDS centralizados na máquina A Modelo de para Grades Computacionais

14 Problemas Grid Computing Esquema Problemas e idéias encontradas Problemas dos IPs válidos nas máquinas virtuais para ter aceso direto de outras máquinas da grade Necessário um gerenciador e alocador de máquinas para facilitar os processos de virtualização Modelo de para Grades Computacionais

15 Idéias sobre a implementação Esquema Problemas e idéias encontradas Uso das informações de ociosidade para melhorar o escalonamento de tarefas nas máquinas virtuais criadas É possível utilizar mecanismo de migração de máquinas do OpenVz Modelo de para Grades Computacionais

16 Grid Computing Grades computacionais em conjunto com tecnologias de virtualização têm sido temas de estudos na área de computação distribuída. Apresentam melhoras na escalabilidade, segurança, gerência de recursos e do uso do hardware. Neste trabalho propomos um modelo de virtualização que pretende aumentar o uso dos recursos de hardware em momentos de ociosidade. Esse momento de ociosidade podem ser definidos. Modelo de para Grades Computacionais

17 Trabalhos Futuros Gerenciador e alocador de máquinas virtuais Resolver problemas de IPs inválidos Utilizar informações de ociosidade nos alocadores de recursos Migração de máquinas virtuais. Modelo de para Grades Computacionais

18 Referências Grid Computing R. Huang, H. Casanova, and A.A. Chien. Using virtual grids to simplify application scheduling. Parallel and Distributed Processing Symposium, International, 0:52, Yang-Suk Kee, D. Logothetis, R. Huang, H. Casanova, and A. A. Chien. Efficient resource description and high quality selection for virtual grids. In CCGRID 05: Proceedings of the Fifth IEEE International Symposium on Cluster Computing and the Grid (CCGrid 05) - Volume 1, pages , Washington, DC, USA, IEEE Computer Society. James E. Smith and Ravi Nair. Modelo de para Grades Computacionais