Layered Grid Architecture

Application Fabric “Controlling elements locally”: Access to, & control of, resources Connectivity “Talking to Grid elements”: communication (Internet protocols) & security Resource “Sharing single resources”: negotiating access, controlling use Collective “Coordinating multiple resources”: ubiquitous infrastructure services, app-specific distributed services Internet Transport Application Link Internet Protocol Architecture Grid Architecture Internet Architecture Analogia con l’architettura Internet

Fabric Layer Protocolli & Servizi Fornisce accesso alle risorse condivise mediante protocolli Grid Implementa operazioni locali su risorse specifiche (attraverso protocolli interni), in modo trasparente agli strati superiori che accedono alle interfacce non alle caratteristiche interne Le operazioni di questo livello sono invocate da quelle di condivisione delle risorse ai livelli più alti

Fabric Layer Protocolli & Servizi Funzionalità più avanzate abilitano operazioni di condivisione più sofisticate Il set minimo di operazioni a questo livello: –richieste di informazioni dello stato, caratteristiche hardware/software –Gestione delle risorse Esempi –Risorse computazionali, sistemi di storage, file catalogs, risorse di rete, file system, archivi, etc

Fabric Layer Esempi di capability Risorse computazionali: –Avvio dei programmi –Monitoring delle esecuzioni e dei corrispondenti processi –Gestione delle risorse –Richieste di informazioni (capacità hw/sw, carico, code d’attesa, etc)

Fabric Layer Esempi di capability Risorse di storage: –Put/get di file –Data transfer ad alte prestazioni –Lettura/scrittura di file –Gestione dei dischi, disk bandwidth, network bandwidth, CPU, etc –Richieste di caratteristiche hw/sw, spazio libero, utilizzo di bandwidth, etc

Connectivity Layer Protocolli & Servizi Supporta comunicazioni sicure tra le risorse del livello Fabric, tramite la definizione di nucleo di comunicazioni e di protocolli di autenticazione richieste per le funzionalità di griglia Supporta una varietà di comportamenti condivisi senza dover avanzare altre richieste alle risorse condivise

Connectivity Layer Protocolli & Servizi Comunicazioni: –trasporto (e.g. IP), naming (e.g. DNS), routing, etc. (the TCP/IP protocol stack) Security: Grid Security Infrastructure (GSI) –Meccanismi uniformi per autenticazioni, autorizzazioni, e protezione dei messaggi in operazioni multi istituzionali –Single sign-on: di utenti devono identificarsi solo una volta ed avere accesso a diverse risorse

Security –Delegation: un programma può accedere alle risorse su cui ha le opportune autorizzazioni –Integrazione con le politiche di security locali: Grid security ha bisogno di interagire con le politiche locali adottate dai resource manager –Relazioni di fiducia verso l’utente: un utente può accedere a risorse appartenenti a diversi domini senza doversi autenticare Connectivity Layer Protocolli & Servizi

Security –Crittografia della chiave pubblica: Secure Socket Layer (SSL), Generic Security Service API (GSS- API, API accessi sicuri a sistemi, standardizzati dall’Internet Engineering Task Force) –Supporto alle infrastrutture: Certificate Authorities, gestione del certificato e della chiave Connectivity Layer Protocolli & Servizi

Resources Layer Protocolli & Servizi Il Resource layer definisce protocolli e API per operazioni sicure di negoziazione, inizializzazione, monitoring, accounting e payment delle operazioni sulle singole risorse L’implementazione del Resource layer si basa sulle funzionalità del Fabric layer Esempi –Accesso a cluster, storage, informazioni –Invocazioni ai servizi provider di risorse –Accesso a scheduler locali

Resources Layer Protocolli & Servizi Le due componenti principali che lo definiscono: –information protocols: utilizzato per ottenere informazioni sulla struttura e lo stato delle risorse, ese.: configurazione, carico di lavoro corrente politiche di utilizzo –management protocols: utilizzato per negoziare gli accessi alle risorse condivise, specificando ad esempio QoS, advanced reservation, etc.

Collective Layer Protocolli & Servizi Il livello Collective contiene protocolli e servizi che coordinano concorrentemente risorse multiple, ad esempio essi catturano interazioni attraverso una collezione di risorse

Collective Layer Protocolli & Servizi Esempi: –Directory services: abilitano gli utenti di una VO al discovery dell’esistenza e/o proprietà delle risorse della VO –Co-allocation, scheduling: abilitano gli utenti di una VO alle richieste di allocazioni di una o più risorse per uno scopo specifico e lo scheduling dei task sulle risorse appropriate –Monitoring: supporto al monitoring alle risorse di una VO (intrusioni, failure, carico,..)

Collective Layer Protocolli & Servizi Esempi –Data replication: supporta la gestione delle risorse di storage di una VO per massimizzare le perfomance degli accessi ai dati –Workload management: descrizione, uso e gestione di workflow complessi (sottomissioni di job interdipendenti) –Servizi di autorizzazioni, accounting, servizi di cooperazioni (scambi di messaggi sincroni/asincroni)

Applications Layer Include le applicazioni sviluppate dagli utenti che operano in una VO Le applicazioni sono costruite come invocazioni di servizi ed uso di protocolli definiti in uno qualsiasi dei sottostanti livelli. –Esempio, un utente può job tramite l’invocazione di servizi di diversi livelli

Applications Layer Esempi di sottomissione di job –Collective Layer: sottomettendolo a Workload Manager (fornisce: code interne in caso di submission failure, sottomissione periodica, accesso alle informazioni di logging and bookkeeping, gestione dei file di I/O) –Resource Layer: sottomettendolo direttamente ad uno scheduler di risorse (un cluster locale) –Connectivity Layer: sottomettendolo ad un cluster remoto –Fabric Layer: sottomettendolo ad un cluster locale