The Grid Computing

Réalisé par :EL KHIRAOUI TaoufikAFDEL AbdollahENNACIRI Zakaria

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Encadré par :Mme D.Chiadmi

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plan

I. Historique & DéfinitionII. ArchitectureIII. Composants et FonctionnementIV. Type de GridV. Défis & limitesVI. Grid softwareVII.étude de casVIII.conclusion

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Le nom de “Grille” a été choisi par analogie avec le réseau électrique (electric power grid)

brancher un ordinateur pour obtenir de la puissance de calcul comme brancher une grille pour avoir de l'électricité

Historique

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Une grille informatique (en anglais, grid) est une

infrastructure virtuelle constituée d'un ensemble de ressources

informatiques potentiellement partagées, distribuées,

hétérogènes, délocalisées et autonomes.

Une grille de calcul permet de faire du calcul distribué :

elle exploite la puissance de calcul (processeurs, mémoires, ...)

de milliers d'ordinateurs afin de donner l'illusion d'un

ordinateur virtuel très puissant. Ce modèle permet de résoudre

d'importants problèmes de calcul nécessitant des temps

d'exécution très longs en environnement "classique".

Définition

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Architecture des grilles Modèle en couches. Couches hautes axées sur l'utilisateur. Couches basses plus orientées vers les ordinateurs et les

réseaux.

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Couche réseau :

• La couche la plus basse constitue le réseau

• Assure la connexion des ressources sur la grille.

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Couche ressources :

• constituée des ressources de la grille,• Ordinateurs, systèmes de mémoire, catalogues

de données électroniques, capteurs, télescopes…

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Couche intergiciel : ◦Ensemble de fonctions permettant aux ressources (serveurs, mémoires, réseaux, etc.) de participer à un contexte de grille unifié.

◦le cerveau de la grille !◦Gestion de ressources◦Ordonnancement (scheduling)◦Réservation◦Services d’information.

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Couche application :

située au niveau le plus élevé qui comprend: – Types d’applications: scientifiques,

techniques, gestion, financières, portails… – C'est la couche des utilisateurs de la grille.

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Composants

Un ordinateur pour les taches administratives (nœud de contrôle).

- Ordonnancement des taches et gestion des priorités.

- l'association taches et ressources.- Performances normales pour les

utilisateurs.

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Un réseau d'ordinateurs :- interfaces pour l'utilisateur.- ressources pour l’ exécution des applications.

Ordinateurs : homogènes ou

hétérogènes.

La nature du réseau :- Liaisons directes.- A travers Internet.

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Middleware : permettre l’ exécution d’un

processus à traversle réseau. Sans lui toute communication

entre le systèmeest impossible.Plusieurs formes de middleware.

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Modes de fonctionnementLe mode maitre/esclave

La technique utilisée ici est le pull :

ce sont les esclaves qui demandent à fournir du travail.

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Le Mode client/agent/serveur:

*déclaration ses services auprès de l’agent (registry ) .

*utilisateur requiert un service contact de l’agent pour passer sa requête au système.

*Celui-ci lui communique en retour

un identifiant donnant accès a

l’application recherchée.

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Types de grid

o Information Grid

Stockage et échange de donnéeso Server Grid

Ressources de calcul (Processeurs, RAM …)o Global Grid

Ressources combinéso Desktop Grid

Machines personnelles (locales, volontaires)

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future/ défis o Sécurité et confiance

Trust les machines volontaires

faute s de calculutilisation malicieuse des données

Remède : même calcul affecté a n machines.

Availability une machine peut à tout moment se déconnecter du réseau

Remède: assigner des larges work-units pour diminuer le temps de besoin d’une machine .

réassigner le travail si le noue n'envois pas de résultat .

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o Transparence et robustesse

Leslie Lamport: « vous savez que vous avez à faire à un système distribué quand votre travail n’a pas été accompli à cause de la défaillance d’un nœud dont vous ne connaissiez pas l’existence auparavant » !

o Passage à l’échelle Des milliers/millions de ressources

o grille Facile à programmer

Interfaces utilisateurs intelligentes, modèles de programmation.

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Il existe plusieurs limites à ce que l'architecture des grilles informatiques peut accomplir dans un environnement d' entreprise.

La commercialisation des grilles est difficile->Sécurité

Limites

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Les grilles ont besoin de support de communication pouvant assurer le partage des données sur une grande échelle.

Pas de mesure d'usage , délégation, facturation.

pas de contrôle de la façon avec laquelle les ressources d'une machines seront exploitées

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L'absence d'une approche convenue.Plusieurs entreprises collaborent afin de créer un unique protocole.

XML comme solution.

difficulté de création d’ applications qui marchent sur toutes les plateformes.

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Applications traditionnelles ne sont pas adaptées au grille.

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Grid software Ce qui fait le grid cé le software ni plus ni moins

Indépendamment du matériel utilisé.

Il existe plusieurs implémentations du grid:

1/grid middleware (Globus Toolkit, gLite, and UNICORE.)

2/utility grid computing (sun microsystem, IBM, hp).

3/ software as a service .(oracle, IBM)

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le grid computing contribue dés son apparition au développement de la recherche scientifique et spécialement dans les domaines scientifiques suivants :

- L’astronomie (ondes électromagnétiques)- Biologie et médecine (protéine)

- Climatologie.(sensore)

- Mathématique & nanotechnologie.

Etc…

Quelques domaines qui utilisent le grid computing

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Etude de cas : Seti@home

 un projet de calcul distribué - à l'université de Californie à Berkeley-

Utilise des ordinateurs branchés sur l'Internet ,

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des observations faites par le radiotélescope

numérisées, emmagasinées

expédiées aux installations de SETI@home en Californie

divisées en petites unités de 0,35Mo

envoyées à des ordinateurs personnels utilisant le logiciel

Une fois l'analyse terminée, les résultats sont retournés à la source.

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SETI@home est

un programme économiseur d'écran téléchargeable par internet.

un exemple de l'application du principe de "récupération de cycles »

l'analyse est basée sur l’algorithme coherent integration .

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Logiciel:SETI@home fonctionne soit

-sous forme d'écran de veille,

- soit de manière continue

La plate-forme initiale supportant le logiciel, nommée désormais « SETI@home classique » (SETI@home classic), fut utilisée du 17 mai 1999au 15 décembre 2005.

Le 3 mai 2006 ,elle a été remplacée par le Berkeley Open Infrastructure for Network Computing 

-seti@home -plusieurs projet -> Plus de puissance

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Quelques chiffres+ de 5,2 millions de participants.

Accumulation de 2 millions d’années de temps d’analyse d’ordinateurs.

Au 2 mars 2012 :1,1 millions d’ordinateurs dont 227.000

actifs

Puissance de calcul : 562 TeraFLOPS (en comparaison avec Kcomputer 8162 TeraFLOPS)

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Conclusion

La grille informatique représente aujourd’hui le système distribué le plus mature en terme de transparence ,ouverture et hétérogénéité .

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Bibliographie• http://En.Wikipedia/grid_computing .• Thèse de M Hala Sabah ,le 23 mars

2009Université de Franche - Comité.