Điện toán lưới - Những thông tin cơ bản trong hệ thống máy tính
1. Điện toán lưới là gì?
Điện toán lưới là một khái niệm, một thuật toán chỉ sự kết hợp giữa các tài nguyên của máy tính. Ứng dụng là tổng hợp từ những linh vực hành chính đa dạng nhằm đạt được cùng một mục tiêu chung.
Phần mềm cũng có thể được giải nghĩa như một hệ thống được phân bổ với khối lượng công việc không tương tác. Trong đó có một số lượng các tập tin khác nhau.
2. Kiến trúc trong điện toán lưới
Trong điện toán lưới, các chuyên gia phân ra làm 4 loại. Mỗi một ứng dụng sẽ có những chức năng khác nhau.
2.1. Fabric Layer
Fabric Layer sở hữu các tài nguyên cục bộ được phân tán đều trên mạng. Các tài nguyên này có thể là các hệ thống trong máy tính khác nhau như: PCs, các máy đa bộ xử lý đối xứng,... chạy trên nhiều hệ điều hành phổ biến khác nhau.
Và các tài nguyên đó cũng có thể được hiểu là các hệ thống lưu trữ, cơ sở dữ liệu, những thiết bị đặc biệt hay các phần mềm có giá trị.
2.2. Core Grid Middleware Layer
Phần này có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ nền tảng. Các yếu tố liên quan tới nhau, ảnh hưởng chất lượng dịch vụ cũng được đưa vào Corel Grid Middleware Layer. 4 dịch vụ trong công cụ này bao gồm:
- Dịch vụ quản lý tiến độ từ xa.
- Dịch vụ bảo mật.
- Dịch vụ về việc truy cập các kho dữ liệu.
- Dịch vụ về thông tin của lưới.
2.3. User-Level Grid Middleware Layer
Nếu như Core Grid Middleware Layer có chức năng thiên về việc tập trung vào việc cung cấp dịch vụ. Từ đó các công cụ sẽ phối hợp đồng bộ các tài nguyên cục bộ với nhau.
Với tầng User-Level Grid Middleware Layer tập trung chủ yếu vào việc cung cấp các vấn đề về môi trường. Những công cụ để tập trung phát triển các ứng dụng trên công cụ.
2.4. Gird Application and Portals Layer
Với Grid Application and Portals Layer, tầng này chiếm số lượng lớn, bao gồm các ứng dụng được phát triển, lớn lên trên môi trường lưới. Các phần mềm đó bao gồm:
- Các ứng dụng liên quan đến vấn đề về sinh học.
- Sự việc vật lý.
- Vấn đề ảnh hưởng tài chính
- Thiên văn học
Trong môi trường điện toán lưới, người sử dụng sẽ thực hiện việc tương tác trực tiếp với các thành phần của phần này. Trong khi đó, tầng dưới là trong suốt đối với người sử dụng.
3. Những thành phần trong điện toán lưới
Với những lợi ích mà phần mềm đem lại đều dựa vào 7 thành phần trong phần mềm sau:
3.1. Portal
Portal là một trong những thành phần đầu tiên khi nhắc đến ứng dụng. Nó cung cấp cho người sử dụng một giao diện mới linh hoạt hơn. Nhờ vậy, công cụ giúp hỗ trợ chạy các ứng dụng, sử dụng các tài nguyên mạng 1 cách hợp lý.
Bên cạnh đó, các dịch vụ được cung cấp bởi lưới mà không cần biết đến những cấu trúc phức tạp của lưới.
3.2. Dịch vụ thông tin
Khi nhắc đến dịch vụ thông tin, chắc chắn người dùng đã hình dung ra được về chức năng của nó. Công cụ cung cấp đầy đủ các thông tin về những tài nguyên sẵn có.
Bên cạnh đó, dịch vụ thông tin còn có khả năng đáp ứng về tình trạng sử dụng các tài nguyên đó trong thời điểm hiện tại. Thông thường, các thông tin đặc biệt về tài nguyên được cung cấp do các dịch vụ chạy trên chính những máy đã cung cấp tài nguyên trước đó.
Mọi thông tin có thể được cung cấp một cách dễ dàng, tập trung trong môi trường lưới rộng lớn. Tất cả bởi một dịch vụ thông tin duy nhất chính là dịch vụ thông tin trung tâm.
Ngoài ra, các dịch vụ thông tin khác cũng được cung cấp thông tin cụ thể cho các dịch vụ thông tin trung tâm đó.
3.3. Các dịch vụ bảo mật
Dịch vụ bảo mật là thành phần quan trọng, cần thiết không chỉ trong những ứng dụng khác mà còn trong tính toán lưới. Thành phần bảo mật trong dịch vụ đó cung cấp những nền tảng bảo mật cho các dịch vụ như:
- Chứng nhận một lần.
- Thẩm quyền.
- Truyền thông an toàn
- Uỷ quyền
Thông thường, các tài nguyên lưới sẽ được chia sẻ bởi nhiều các tổ chức. Do đó, không có những chính sách, cái nhìn đúng hơn về vấn đề bảo mật khác nhau. Việc cơ cấu bảo mật lưới phải là người có khả năng giải quyết được các vấn đề này.
3.4. Bộ môi giới tài nguyên(Broken)
Bộ môi giới tài nguyên hay còn gọi là Broken có vai trò cơ bản trong bộ môi giới tài nguyền. Broken thực hiện các lựa chọn ra các tài nguyên có thể đáp ứng được nhu cầu của công việc.
Quá trình này còn được gọi là quá trình matchmaking. Đây là quy tắc giữa người đưa ra yêu cầu dịch vụ với người cung cấp dịch vụ. Trong đó, người dùng thường đề ra các yêu cầu đối với công việc của họ trong 1 file đặc tả.
3.5. Bộ lập lịch (Scheduler)
Khi một tệp dữ liệu các tài nguyên có thể đáp ứng các yêu cầu công việc, phần mềm sẽ xác định trước thì quá trình tiếp theo là lập lịch được triển khai công việc trên tệp các tài nguyên đó.
Khi công việc không có sự phụ thuộc lẫn nhau và mọi công việc đều ngang bằng nhau thì không cần thực hiện quá trình lập lịch. Theo thực tế, có nhiều công việc được triển khai chạy đồng thời và ràng buộc lẫn nhau.
Bên cạnh đó còn có một số công việc có sự ưu tiên cao hơn so với những công việc khác. Ngoài ra, còn có những công việc yêu cầu thời gian thực hiện lâu hơn. Vì vậy, người dùng cần có một bộ phận lập lịch trình để sắp xếp việc thực hiện công việc một cách khoa học.
3.6. Thành phần quản lý tài nguyên
Nhiệm vụ của bộ phận này là chạy và theo dõi tình trạng các công việc cũng như gửi kết quả trả cho người dùng khi công việc đó được hoàn thành. Ngoài ra, thành phần quản lý tài nguyên còn có chức năng kiểm soát các quyền sử dụng tài nguyên của người dùng.
3.7. Thành phần quản lý dữ liệu
Nhiệm vụ của bộ phận này là cung cấp các chức năng:
- Cung cấp cơ chế sao chép, phục hồi dữ liệu
- Truyền tải dữ liệu hiệu quả giữa các nút lưới
- Truy nhập các kho dữ liệu trong lưới
3.8. Các thành phần khác
Ngoài những thành phần trên, tuỳ theo yêu cầu của người tạo ra lưới mà một số thành phần khác được thêm vào kể đến như: thành phần hỗ trợ chạy các công việc song song trên nút lưới, thanh toán trong mô hình lưới kinh tế…
4. Sự khác nhau giữa điện toán lưới và điện toán đám mây
Điện toán lưới là cơ sở hạ tầng phần cứng và phần mềm mà các cụm và các tích hợp. Hầu hết đều ứng dụng trong máy cao cấp, mạng lưới, cơ sở dữ liệu cũng như các công cụ khoa học từ nhiều nguồn khác nhau.
Từ đó chúng tạo ra một siêu máy tính ảo để người dùng có thể thực hiện cộng tác trong các tổ chức đó. Ứng dụng chủ yếu là miễn phí và được sử dụng bởi nghiên cứu học thuật.
Điện toán đám mây là một nhóm lớn tập hợp các tài nguyên ảo hoá sử dụng và truy cập một cách dễ dàng hơn. Các tài nguyên này được cấu hình lại một cách linh hoạt để điều chỉnh theo tải trọng thay đổi và cho phép sử dụng các tài nguyên tối ưu.
Nhóm tài nguyên này được khai thác theo mô hình Peruse trả tiền, trong đó nhà cung cấp dịch vụ các cơ sở hạ tầng phải đảm bảo được cung cấp bởi các thỏa thuận cấp độ dịch vụ.
Điện toán đám mây không sử dụng miễn phí bởi đây là một dịch vụ, được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. Mọi người phải trả phí theo công việc mà người dùng thực hiện.
