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Grid Computing e Cloud Computing a confronto

Informazioni tesi

  Autore: Guido Potena
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Ferrara
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Informatica
  Relatore: Paolo Veronesi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 134

WNoDeS nasce come servizio di ottimizzazione per i centri di calcolo, rappresentano uno strumento di collegamento e fusione tra infrastrutture di tipo Grid e Cloud, due tecnologie che pongono le proprie basi sul concetto di calcolo distribuito e che al giorno d'oggi acquistano continuamente maggiore importanza. Il mondo della ricerca manifesta sempre più la necessità di collaborare con gruppi ed organizzazioni multi-disciplinari, per affrontare le moderne sfide scientifiche. Tali organizzazioni si trovano di fronte al problema di effettuare calcoli potenti e complessi in maniera efficiente, dovendo convivere con problematiche di budget, di tempistiche, di tecnologia e di risorse umane. La sfida, per le aziende e le organizzazioni di oggi, è quella di superare tutte le barriere che inibiscono il flusso delle informazioni e rallentano la crescita di innovazione e commercio.

Le organizzazioni di ricerca si trovano spesso coinvolte in progetti nei quali devono collaborare con realtà differenti e geograficamente lontane, gruppi di ricerca e dipartimenti multi-disciplinari, appartenenti a domini amministrativi diversi. Per rispondere alle esigenze delle moderne sfide scientifiche è necessario un uso coordinato e condiviso delle risorse, assicurando sempre scalabilità, sicurezza ed efficienza, aspetti di importanza critica per il raggiungimento degli obiettivi in maniera ottimizzata. Fino ad oggi il mondo scientifico ha utilizzato quasi esclusivamente soluzioni di tipo Grid, sul quale molte organizzazioni di ricerca hanno investito molto, poiché non esistono alternative che soddisfano in maniera così esaustiva le esigenze di calcolo condiviso su larga scala. Ma dal 2008 molte aziende stanno guardando con interesse ai servizi che il Cloud Computing è capace di fornire in maniera semplice ed intuitiva.

Nascono nuovi interessi, da tutti i punti di vista. Gli utenti, ad esempio, vorrebbero utilizzare i nuovi servizi e le interfacce semplificate del Cloud Computing pur mantenendo la possibilità di accedere alle risorse tramite interfacce Grid (soprattutto in quelle comunità che hanno investito molto, in questi anni, su Grid); dall'altra parte, i fornitori di servizi, vogliono ottimizzare l’uso delle proprie risorse ed allargare il proprio bacino d’utenza, per esempio supportando l’accesso e l’approvvigionamento di risorse tramite tecnologie diverse, mantenendo la sicurezza, dinamicità e scalabilità, raggiunte durante l’esperienza Grid di questi anni.

La gestione dei dati e delle risorse di calcolo in ambito distribuito è molto complessa e prevede la risoluzione di alcune problematiche, come ad esempio la fornitura di un accesso efficiente ed integrato, una gestione corretta delle repliche, l'identificazione univoca e trasparente delle entità, il mantenimento dell'integrità e della consistenza, l'uso di cache che implementino funzionalità di scadenza e rimozione dei dati, e così via.

Grid e Cloud computing si sono imposti come soluzioni di rilievo in quest'ambito, portando ad un livello più avanzato la gestione delle collaborazioni e la qualità del flusso informativo che intercorre fra le diverse comunità, scientifiche e non. Appare quindi necessaria una piattaforma che applichi un'integrazione dei principali aspetti positivi dei due paradigmi di calcolo, una realizzazione che permetta di fornire risorse e servizi interoperabili, mantenendo i principali benefici raggiunti in questi anni nel mondo Grid e Cloud; WNoDeS è un software in produzione presso il Tier -1 del CNAF, con un approccio basato sulla virtualizzazione, punta a diventare una risorsa di riferimento per l'ottimizzazione dei data center di media e grande dimensione.

Nei primi tre capitoli di questa tesi mi concentrerò sugli aspetti relativi ai paradigmi del Grid e del Cloud Computing, entrando anche nel merito del middleware gLite, prestando particolare attenzione agli argomenti che hanno importanza nell’ottica di WNoDeS. Il quarto capitolo sarà interamente dedicato allo strumento WNoDeS, del quale viene offerta una dettagliata panoramica, dalle motivazioni che portano a costruirlo alle funzionalità che implementa. Infine nel quinto capitolo racconterò nel dettaglio il lavoro vero e proprio di tesi, l’implementazione di un portale con funzionalità di accesso alle risorse user-friendly, web-based, flessibile, estendibile e sicuro. Il portale è in fase avanzata di testing e verrà presto installato presso il centro del CNAF di Bologna.

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7 CAPITOLO 1. GRID COMPUTING Capitolo 1 Grid Computing Scopo del capitolo è di introdurre i principali concetti che definiscono il paradigma del Grid Computing, partendo da una panoramica dei primi approcci, degli obiettivi da raggiungere e dalla proposta architetturale, arrivando alla definizione delle componenti chiave del modello, ovvero i servizi, le risorse, le organizzazioni virtuali e l’infrastruttura di sicurezza. 1.1 Breve storia e definizioni Il concetto di Grid viene definito negli anni '90, da Ian Foster e Carl Kesselman; i due ricercatori comparano lo status delle tecnologie di calcolo alla situazione dell’infrastruttura elettrica del 1910, quando era possibile avere corrente solamente utilizzando sistemi autonomi, non coordinati. L’evoluzione ha portato alla costruzione di una “electricity grid” e i generatori di potenza elettrica sono stati distribuiti geograficamente; grazie a questo, da allora, gli utenti usufruiscono dell’elettricità senza preoccuparsi di dove essa venga prodotta o di dove risieda. Allo stesso modo, nell’epoca moderna, nasce la necessità di creare infrastrutture condivise per il calcolo, un problema affrontabile con lo stesso approccio. Secondo Foster

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