Grid computing, La "Internet del Futuro" Y Computación Distruibuida

Es una tecnología innovadora que permite utilizar de forma coordinada todo tipo de recursos (entre ellos cómputo, almacenamiento y aplicaciones específicas) que no están sujetos a un control centralizado. En este sentido es una nueva forma de computación distribuida, en la cual los recursos pueden ser heterogéneos (diferentes arquitecturas, supercomputadores, clusters...) y se encuentran conectados mediante redes de área extensa (por ejemplo Internet). Desarrollado en ámbitos científicos a principios de los años 1990, su entrada al mercado comercial siguiendo la idea de la llamada Utility computing supone una revolución que dará mucho que hablar.

El término grid se refiere a una infraestructura que permite la integración y el uso colectivo de ordenadores de alto rendimiento, redes y bases de datos que son propiedad y están administrados por diferentes instituciones. Puesto que la colaboración entre instituciones envuelve un intercambio de datos, o de tiempo de computación, el propósito del grid es facilitar la integración de recursos computacionales. Universidades, laboratorios de investigación, empresas, etc., se asocian para formar grid para lo cual utilizan algún tipo de software que implemente este concepto.

Las características de esta arquitectura serían:

Capacidad de balanceo de sistemas: no habría necesidad de calcular la capacidad de los sistemas en función de los picos de trabajo, ya que la capacidad se puede reasignar desde la granja de recursos a donde se necesite;
Alta disponibilidad. Con la nueva funcionalidad, si un servidor falla, se reasignan los servicios en los servidores restantes;
Reducción de costes: Con esta arquitectura los servicios son gestionados por "granjas de recursos". Ya no es necesario disponer de "grandes servidores" y podremos hacer uso de componentes de bajo coste. Cada sistema puede ser configurado siguiendo el mismo patrón;
Se relaciona el concepto de grid con la nueva generación de Internet. El nuevo protocolo de Internet IPv6 permitirá trabajar con una Internet más rápida y accesible. Una de las ideas clave en la superación de las limitaciones actuales de Internet IPv4 es la aparición de nuevos niveles de servicio que harán uso de la nueva capacidad de la red para intercomunicar los ordenadores.

Este avance en la comunicación permitirá el avance de las ideas de grid computing al utilizar como soporte la altísima conectividad de Internet. Es por ello que uno de los campos de mayor innovación en el uso del grid computing, fuera de los conceptos de supercomputación, es el desarrollo de un estándar para definir los Grid Services frente a los actuales Web Services.



Computación distribuida

La computación distribuida o informática en malla, es un nuevo modelo para resolver problemas de computación masiva utilizando un gran número de computadoras organizadas en racimos incrustados en una infraestructura de telecomunicaciones distribuida.


Objetivo:

La computación distribuida ha sido diseñada para resolver problemas demasiado grandes para cualquier supercomputadora y main-frame, mientras se mantiene la flexibilidad de trabajar en múltiples problemas más pequeños. Por lo tanto, la computación en grid es naturalmente un entorno multi-usuario; por ello, las técnicas de autorización segura son esenciales antes de permitir que los recursos informáticos sean controlados por usuarios remotos.

Clasificación:

En términos de funcionalidad, las mallas se clasifican en computacionales (incluyendo mallas de barrido de la CPU) y en mallas de datos. y en los estados son:

Globus

La herramienta Globus ha emergido como el estándar de facto para la capa intermedia (middleware) de la malla. Globus tiene recursos para manejar:

La gestión de recursos(Protocolo de Gestión de Recursos en Malla o Grid Resource Management Protocol)
Servicios de Información (Servicio de Descubrimiento y Monitorización o Monitoring and Discovery Service)
Gestión y Movimiento de Datos (Acceso Global al Almacenamiento Secundario, Global Access to secondary Storage y FTP en malla, GridFTP)
La mayoría de mallas que se expanden sobre las comunidades académicas y de investigación de Norteamérica y Europa están basadas en las herramienta Globus Toolkit como núcleo de la capa intermedia

XML: Los servicios web basados en XML ofrecen una forma de acceder a diversos servicios/aplicaciones en un entorno distribuido. Recientemente, el mundo de la informática en malla y los servicios web caminan juntos para ofrecer la malla como un servicio web. La arquitectura está definida por la Open Grid Services Architecture (OGSA). La versión 3.0 de Globus Toolkit, que actualmente se encuentra en fase alfa, será una implementación de referencia acorde con el estándar OGSA.

Las mallas ofrece una forma de resolver grandes retos, como el plegamiento de las proteínas y descubrimiento de medicamentos, modelización financiera, simulación de terremotos, inundaciones y otras catástrofes naturales, modelización del clima/tiempo, etc. Ofrecen un camino para utilizar los recursos de las tecnologías de la información de forma óptima en una organización.

Computación de ciclos redundantes:

El modelo de computación de ciclos redundantes, también conocido como computación zombi, es el empleado por aplicaciones como Seti@Home, consistente en que un servidor o grupo de servidores distribuyen trabajo de procesamiento a un grupo de computadoras voluntarias a ceder capacidad de procesamiento no utilizada. Básicamente, cuando dejamos nuestro ordenador encendido, pero sin utilizarlo, la capacidad de procesamiento se desperdicia por lo general en algún protector de pantalla, este tipo de procesamiento distribuido utiliza nuestra computadora cuando nosotros no la necesitamos, aprovechando al máximo la capacidad de procesamiento.

Clustering: Otro método para crear sistemas de supercomputadoras es el clustering. Un cluster o racimo de computadoras consiste en un grupo de computadoras de relativo bajo costo conectadas entre sí mediante un sistema de red de alta velocidad (gigabit de fibra óptica por lo general) y un software que realiza la distribución de la carga de trabajo entre los equipos. Por lo general, éste tipo de sistemas cuentan con un centro de almacenamiento de datos único.

Diferencias con respecto a otros tipos de computación distribuida:


SSI (Single System Image): en un SSI todas las computadoras vinculadas dependen de un sistema operativo común, diseñado al efecto. En cambio, un grid es heterogéneo, en el sentido en que las computadoras pueden tener diferentes sistemas operativos.

Algunos ejemplos de estos sistemas operativos son:

Amoeba (inactivo)
BProc
DragonFly BSD (meta a largo plazo)
Genesis
Kerrighed
Mosix/OpenMosix
Nomad (inactivo)
OpenSSI
Plurix
Sprite (inactivo)
TruCluster
Cluster de computadores: En un cluster todos los nodos se encuentran en el mismo lugar, conectados por una red local y así englobar todos lo recursos, en cambio en un grid no tienen por que estar en el mismo espacio geográfico, pueden estar en diferentes puntos del mundo.

También suele presentarse que GRID se le llama cuando el resultado obtenido del englobe de las máquinas da una supercomputadora, con un cluster solo se busca mejorar el rendimiento de las máquinas englobándolas en una sola.