UGRID
Матеріал з HPCC
Зміст |
Створення національної Grid - інфраструктури для забезпечення наукових досліджень
Підстава для проведення робіт
Постанова Кабінету Міністрів України “7” грудня 2005 року №1153 „Державна програма " Розвиток інформаційних і телекомунікаційних технологій в освіті і науці на період 2006 -2010 роки", Наказ Міністерства освіти і науки України від “22” cерпня 2007 р. № 758.
Строки початку і закінчення роботи: початок - 07. 2007; закінчення - 12.2008.
Мета і виконавці робіт
Проект присвячено побудові високоякісної національної Grid - інфраструктури з відповідними сервісами для надання можливості вітчизняним науковцям плідно співпрацювати в Європейському науковому просторі (European Research Area, ERA) і сприяти створенню економіки інформаційного суспільства, заснованої на знаннях, шляхом впровадження наукових концепцій Grid і найбільш вагомих наукових додатків, які використовуються в Grid середовищі. Grid технології дозволяють підвищити творчий потенціал людства, об'єднавши обчислювальні потужності для найважливіших додатків і дозволивши географічно розділеним користувачам сіті взаємодіяти і підтримувати спільну роботу.
При реалізації проекту вирішуються наступні задачі:
- Забезпечення обслуговування Українського Міжнародного Центру Даних (УВ МЦД), надавши його клієнтам віддалений доступ до світових сховищ наукових даних, можливості ефективного сумісного використання комп’ютерів, унікальних експериментальних установок і приладів;
- Добудування і об’єднання в співдружності з НАНУ існуючої наукової і освітньої обчислювальної і комунікаційної інфраструктури в національну Grid - інфраструктуру і підключення її до Європейською Grid – інфраструктури, що складається з множини національних Grid – інфраструктур;
- Розповсюдження в суспільстві знань про Grid технології і навички з їх використання на рівні, що притаманний європейським країнам, які мають більш тривалий досвід розробки та використання Grid;
- Розгортання згідно домовленості з EUGridPMA Сертифікаційного центру відкритих ключів в Україні, враховуючи наявність проекту Національної Grid інфраструктури і визнання мережі УРАН в Європі, і роз починання підготовки користувачів Grid;
- Організація обслуговування національної Grid – інфраструктури шляхом створення регіональних ресурсних- операційних центрів і постійно діючих груп з питань підтримки, експлуатації і управління Grid; розповсюдження інформації про проект і розширення круга користувачів; навчання і підготовки користувачів; визначення областей застосування і підтримки додатків; забезпечення мережних ресурсів тощо.
- Сприяння створенню спільних проектів в межах міжнародних віртуальних організацій (ВО) українських науковців з іноземними колегами з питань сталого розвитку, геофізики і комп’ютеризації проектування, забезпечивши їх інформаційну підтримку.
Проект виконує команда з 10 різних українських організацій (2-х академічних, 6-ти освітянських і 2-х промислових), яку очолюють Інститут Системного Аналізу (ІПСА) Національного Технічного Університету “Київський політехнічний Інститут”. Науковим керівником проекту є Михайло Захарович Згуровський, ректор НТУУ ”КПІ”, академік НАНУ, ініціатор створення Центру суперкомп’ютерних обчислень і українського філіалу Світового Центру Даних (СЦД), ініціатор впровадження Grid технологій в Україні.
Серед виконавців проекту, крім НТУУ ”КПІ”, є
- Інститут проблем моделювання в енергетиці імені Г.Є. Пухова НАНУ (ІПМЕ),
- Харківський національний університет радіоелектроніки (ХНУРЕ),
- Львівський національний технічний університет „Львівська політехніка” (НУЛП),
- Запорізький національний технічний університет ( ЗНТУ),
- Донецький національний політехнічний інститут (ДонНПІ),
- Дніпропетровський національний гірничий університет (ДНГУ),
- державне підприємство ”Львівський науково-дослідний радіотехнічний інститут”(ЛНДРІ)
- підприємство ЮСТАР.
Основні завдання проекту
Передбачається протягом 2007-2008 років створити Grid інфраструктуру з 6-ю ресурсно - операційними центрами (в Києві, Харкові, Донецьку, Дніпропетровську, Запоріжжі і Львові) і розпочати відділене обслуговування майбутніх користувачів - науковців з університетів та наукових установ України.
Звичайно, що ця початкова Grid інфраструктура буде добудовуватися, а число її центрів і розробників з організацій МОН і академічних інститутів НАНУ буде зростати Цьому сприяє фрактальність Grid інфраструктури, тобто така її властивість, коли система подібна самої собі на кожній, різній за масштабом ділянці.
За минулий рік на шляху до підключення Українського Grid в якості повноцінної складової до Європейської Grid - інфраструктури зроблено кілька дуже важливих кроків.
В червні 2007 року підписана Угода з європейською організацією DANTE про підключення Національної науково-освітньої мережі УРАН до Європейської мережі [1].
В вересні місяці очікується остаточне рішення іншої європейської організації EUGridPMA про відкриття в Україні Сертифікаційного центру відкритих ключів для надання українським користувачам доступу до європейських ресурсів і сховищ даних.
Сформований і поданий до тендеру проектів 7-ої Рамочної Програми, на 2008-2010 роки спільний проект GOT-IT (Grid - based Open Testbed and Infrastructure for Training - Відкрита Grid інфраструктура для експериментування і тренування), підготовлений разом з фахівцями 20-ти організацій Румунії, Італії, Австрії, Англії, Японії, Росії, Польщі, Франції, Словенії і В’єтнаму. Передбачається, що фахівці цих країн зможуть працювати в об’єднаному просторі національних Grid інфраструктур Австрії (Austrian Grid), Німеччини (D-Grid), Франції (Grid5000), Італії (Grid.IT), Польщі (Clusterix), Румунії (Ro-Grid), Росії (NumGrid, RISA, RDIG), Англії (e-Science), України (Ugrid), Японії (i-explosion).В цьому проекті фахівцям ІПСА НТУУ ”КПІ” доручені дослідження заходів для можливості сумісного використання Grid – інфраструктур з різним проміжним програмним слоєм (ПС-MiddleWare) і розробка Grid – сервісів для інженерії.
Проводяться також консультації про можливість спільних зусиль інститутів НАНУ і організацій МОН для об’єднання існуючих сегментів наукової і освітньої обчислювальної і комунікаційної інфраструктури НАНУ і МОН в єдину Українську Національну Grid - ініціативу (UNGI) і про інтегрування UNGI в Європейську Grid – інфраструктуру EGEE ( Enabling Grids for E-sciencE). Як перший крок прийнято рішення про об’єднання суперкомп’ютерів СКІТ Інституту кібернетики НАНУ з суперкомп’ютером НТУУ”КПІ”. Для його реалізації необхідно спочатку вирішити питання сумісності в одній мережі проміжного ПС NorduGrid, вживаного в Grid сегменті НАНУ, з проміжним ПС gLite, найбільш поширеним у Європі і застосованим у нас, тому що gLite на відміну від NorduGrid забезпечує централізоване розподілення обчислювальних задач, загальну організацію каталогу для всій національній Grid інфраструктури, глобальну організацію послуг брокера і віртуалізацію сховищ даних.
Передбачається, що вже в 2008 році будуть створені і зможуть розпочати реальну співпрацю спільні наукові команди ( так звані Віртуальні Організації) з українських і зарубіжних вчених. Згідно з проектом в кожному з 6-ти ресурсно - операційних центрів Національної Grid інфраструктури створюються центри навчання і підтримки користувачів Для цього передбачена розробка Grid – порталу, який буде задіяний в ресурсно-операційних центрах для навчання користувачів Grid технологіям і його будуть відвідувати чисельні гості з різних регіонів країни і зарубіжжя. Grid портал являтиме собою програмно-апаратний комплекс, основними функціями якого є постановка завдань на обчислення у Grid-інфраструктурі, моніторинг стану обчислювальних ресурсів та ресурсів збереження даних, керування ресурсами та політиками безпеки Grid інфраструктури, навчання користувачів, надання доступу до інших Grid систем, побудова віртуальних організацій та інше.
Крім того в ІПСА НТУУ”КПІ” та ряді інших вузів з вересня 2007 року розпочинається програма магістерської підготовки з напрямку „Grid технології в науці і освіті”. Перелік магістерських тем, що пропонуються в ІПСА, розміщено на цьому сайті Центру. Там же є перелік завдань з проекту Grid для співробітників підрозділів НТУУ ”КПІ” і інших установ , які захочуть вести дослідження і розробки з Grid технологій в якості сумісників..
Всі організації - учасники проекту (крім обов’язків з організації ресурсно-операційних центрів, забезпечення їх функціонування, підготовки і підтримки користувачів) запланували проведення наукових досліджень в галузі сумісності (inetroperability) проміжного програмного слою різних Grid- інфраструктур, забезпечення наскрізної інформаційної безпеки при об’єднанні національних Grid- інфраструктур чи їх сегментів, розробки додаткових сервісів для розширення коло можливих користувачів (окрім науки) на представників різних прошарків суспільства: інженерії, бізнесу і соціальної сфери тощо. Наприклад, ЗНТУ планує створити Grid додаток з задач молекулярної динаміки, ЛНДРІ - Grid додаток з задач комп’ютерної інженерії, НУЛП- Grid додаток з задач обробки сигнальної інформації та медицини, ДонНТУ- Grid додаток з методики і засобів паралельного програмування, ХНУРЕ- Grid додаток з задач бізнесу і економіки і так далі.
Оскільки більшість вищих навчальних закладів, академічних інститутів і промислових підприємств поки не мають суперкомп’ютерів, то в проекті передбачено розробку заходів віртуалізації ресурсів звичайних персональних комп’ютерів з допомогою Grid технологій. Заплановано в 4-му кварталі 2008 року пройти міжнародний аудит з ціллю сертифікації української національної Grid- інфраструктури згідно європейських вимог і стандартів для офіційного включення в асоціацію Європейських національних GRID інфраструктур (ENG).
На кого розрахована Grid інфраструктура?
Потенціал технологій Grid вже зараз оцінюється дуже високо: він має стратегічний характер, і в близькій перспективі Grid повинен стати обчислювальним інструментарієм для розвитку високих технологій в різних сферах людської діяльності, подібно тому, як подібним інструментарієм сталі персональний комп'ютер і Інтернет.
Україна отримує можливість „на рівних” співпрацювати з країнами Європейського Союзу по створенню і провадженню технології 21-го століття – Grid, яка забезпечує сумісний доступ до комп’ютерних ресурсів (які змінюються від файлів і даних до комп'ютерів, сенсорів і мереж ), реалізує різноманітні режими їх використання, забезпечує суворий контроль, управління і організацію системи безпеки; підтримує гетерогенність мережі , баланс навантаження на обчислювальних вузлах та інше.
Наведемо основні співтовариства, які мають потребу сьогодні в застосуванні Grid -технологій.
- Урядові організації, (службовці, експерти і науковці), що традиційно займаються питаннями національної безпеки, довгостроковими дослідженнями і плануванням.
- Організації охорони здоров'я, Grid сегмент яких відрізняють відносно невеликі розміри, централізоване управління і складність корпоративної інфраструктури.
- Співтовариства вчених , яким необхідна віртуальна Grid мережа , що характеризується універсальним доступом, відносно вузькою спрямованістю, динамічно змінним складом користувачів, децентралізованістю управління, а також частим сумісним зверненням до існуючих ресурсів. Схожа модель може бути використана для міжгалузевих, міжвідомчих і міждисциплінарних дослідницьких груп і т.п.; Прикладом такого співтовариства вчених може бути участь фахівців Інституту теоретичної фізики НАНУ в виконанні завдань проектів ALICE, CMS, що проводяться ЦЕРНом в галузі фізики високих енергій.
- Співтовариство, що охоплює весь існуючий ринок обчислень. Цьому співтовариству властиво велике число учасників, відсутність постійних схем і варіантів взаємодій.
Фактично національна Grid - інфраструктура необхідна лише для того, щоб користувач міг запитати і отримати ті або інші ресурси від їх власників.
