Das Gebiet wird derzeit bearbeitet von: AG Integrierte Kommunikationssysteme, TU Kaiserslautern

Transkript

1 Neue Middlewareansätze und Interoperabilität Im Hinblick auf e-science und damit die Erweiterung des D-Grid auf NICHT Hochund Höchstleistungsrechenzentren sind die Lücken in der bestehenden Middleware zu ermitteln, die durch Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sowie organisatorische und betriebsunterstützende Maßnahmen vorrangig zu schließen sind. In Kooperation mit Nutzern erschließen sich neue Anwendungsgebiete des D-Grid oder es lassen sich bestehende Anwendungen in das D-Grid überführen. Die durch das Web Service Resource Framework (WSRF) bereitgestellte Möglichkeit, zustandsbehaftete Web Services zu realisieren, eröffnet neue Perspektiven für die Verwendung von Web Service Technologien als Middlewareschicht. Hier muss untersucht werden, inwieweit OGSI/OGSA und WSRF sich für die Realisierung von Applikationen im DGrid und damit für escience anbieten und/oder ineinander überführbar sind. Untersuchungen zu etablierten Middleware Ansätzen wie CORBA, DCOM und JavaBeans und das Erarbeiten von Übertragbarkeitsmodellen und Transitions-Patterns für die Überführung von etablierten Applikationen ins GRID bietet Investitionsschutz und gewährleistet Nachhaltigkeit im Bereich der Software Entwicklung. Auch eine breitere Akzeptanz von Grid-Technologien könnte durch vorgeschlagene und getestete Lösungsansätze und Regeln zur Überführung von Applikationen (und diese müssen dabei nicht unbedingt im Hochleistungsrechnen angesiedelt sein, sondern vielmehr von einfacheren Ressourcen profitieren können -> Outsourcing) ins Grid erreicht werden. So müssen etablierte Softwarelösungen nicht umgebaut, sondern lediglich erweitert werden, um vom Potenzial des Grid zu profitieren. Interessant ist auch die für den Endnutzer transparente Verwendung von Nicht-D-Grid Diensten (aus anderen Grids oder einfache Web Services) über eine im D-Grid bereit gestellte Middleware Schnittstelle. Notwendige Zusatzsoftware für die Nutzung eines solchen Dienstes könnte durch geeignete dritte Dienste bereitgestellt und zur Laufzeit dynamisch eingebunden werden. Weiterhin müssen die allgemeinen Anforderungen an einen (?) Grid Middleware Standard müssen definiert werden. Aus den Anwendungsfeldern heraus müssen dabei die notwendigen organisatorischen und infrastrukturellen Anforderungen definiert werden. Welche Aspekte spielen in welcher Anwendungsdomäne eine gewichtige Rolle, und wie können diese Anforderungen in allgemeine Dienste und Protokolle umgesetzt werden. Dabei kann das Erstellen von Leitlinien für die Entwicklung und Integration von Grid-Services und deren Anbindung an die Middleware für Entwickler und Forscher gleichermaßen von Interesse sein, um diese und ihre jeweiligen Nutzer möglichst schnell an das D-Grid, seine Möglichkeiten und seine Synergieeffekte, heran geführt werden zu können. Die aktuelle Entwicklung im Bereich der Web Services und die Problematik der Interoperabilität der verschiedenen Werkzeuge und Hilfsmittel hat zur Gründung der WS-I geführt. Hier ist die Frage aufzuwerfen, ob eine entsprechende Organisation für D-Grid Services à la GRIP ebenfalls notwendig ist.

2 Bedeutung der potenziellen Forschungsergebnisse im D-Grid: Benutzerfreundlichkeit, einfache Handhabung von Diensten über Middleware für Nutzer und Entwickler, Gewährleistung der Interoperabilität, standardisierte Middleware Ansätze vereinfachen nicht nur die Integration neuer Funktionalität im D- Grid, sondern bedeutet auch für Endnutzer einer möglichst einheitliche und transparente Nutzung von D-Grid Diensten, automatisches Software-Deployment bietet eine Nutzerfreundliche Nutzung von Diensten

3 Sematische Beschreibung von Ressourcen, Resource-Broker, Roaming und Verzeichnisdienste Die Verwendung von Peer2Peer Technologien und Protokollen kann für die Bereitstellung von Verzeichnisdiensten (Directories) Effizienz, Ausfallsicherheit und Skalierbarkeit bedeuten. Insbesondere bei einer hohen Fluktuationsrate bei der Verfügbarkeit von Diensten sind verteilte Lösungsansätze klar im Vorteil gegenüber einer zentralen Instanz. Untersuchung zum persönlichen und privaten Grid-Raum in unterschiedlichen Umgebungen (roaming) bieten für Nutzer des Grid einen besseren Komfort. Das Brokering von Ressourcen ist der Dreh- und Angelpunkt bei der Verwendung von Diensten im Grid. Eine Gegenüberstellung von dezentralen und zentralen Lösungsansätzen und die Übertragbarkeit des P2P-Ansatzes auf das Brokering bieten sich hier an, um eine effiziente Nutzung von Diensten zu ermöglichen. Bei der Betrachtung von Diensten, die über das Grid angeboten werden, liegt es nahe, auch eine Beziehung zu den Orten des jeweiligen Dienstes mit einzubeziehen. Damit ist es möglich, physikalische Dienste wie Telefone, Drucker, Scanner und Laborgeräte über eine entsprechende Grid-Middleware zu finden, in Applikationen einzubetten und anzusteuern. Bei der Nutzung von Beschreibungssprachen für Dienste wie WSDL ist die Frage zu stellen, ob sie geeignet ist, alle Weiterentwicklungen in dem Bereich (Sicherheit, Accounting, Rechtevergabe) abbilden und die notwendige Semantik (zur vollautomatischen Affindung von Diensten) auch integrieren zu können, oder ob hier andere, besser integrierende Ansätze gefunden werden können. Auch im Bereich der Kooperation innerhalb von VO und der Kommunikation zwischen Grid-Diensten (Application2Application) mittels Orchestrierungssprachen (BPEL4WS/BML) kann diese Frage gestellt werden. Skalierbarkeit der Verzeichnisdienste bietet bessere Performanz, variables Dienstangebot je nach Auslastung ermöglicht bessere Ressourcen-Ausnutzung, Ortsinformation macht das D-Grid auch für ortsabhängige Dienstnutzer interessant, semantische (Dienst- und Daten) Informationen können schlussendlich zu einem sich automatisch konfigurierbaren Grid-System zur Lösung einer Problemstellung führen

4 AAA Je nach Anwendungsfall werden bestimmte Anforderungen an Authentifizierung, Autorisierung und Abrechnung (inkl. Metering) sowie weitere Sicherheitsmerkmale wie Verschlüsselung und Authentizität von Daten gestellt. Eine Definition des Zusammenspiels all dieser Bereiche und die Integration in eine Basis für darauf aufsetzende Dienste wird für eine sichere Nutzung des Grid bürgen. Dabei sollten jedoch bereits bestehende Infrastrukturen für aktuelle Anwendungen (Benutzerdatenbanken, Zertifikate etc.) nicht ungenutzt bleiben oder ersetzt werden. Hier bietet sich eine schrittweise Transition oder gar eine komplette Integration in neue Grid-Technologien an. Dabei muss die Verwendung von Sicherheitsaspekten für Grid- Dienste aus Entwickler- und Nutzersicht aber einfach zu verwenden und integrieren sein. Mechanismen und Entwicklungen von SingleSignOn-Technologien für das Grid innerhalb von virtuellen Organisationen muss auf vorhandenen Infrastrukturen aufbauen (PAM, Active Directory, LDAP etc.) und die Möglichkeit bieten, die Rechte von Benutzern für Dienste und einzelne Methoden von Diensten abzubilden. Innerhalb der VO's muss es durch einfache Regeln möglich sein zu definieren, welcher Benutzer oder welche Benutzergruppe welche Rechte für welche Dienste erhält und weiter geben darf. Ziel von Accounting für das Grid muss es sein, eine nutzer- bzw. besser noch rollenbasierte Abrechnung von Ressourcennutzung betreiben zu können. Jeder Beteiligte einer VO tritt als Dienstnutzer in verschiedenen Rollen auf und kann durch seine verschiedenen Rollen unterschiedliche Prioritäten haben und damit auch verschieden hohe Kosten verursachen, die gesammelt, gemessen und verrechnet werden müssen. Durch entsprechende QoS Abkommen muss weiterhin geregelt sein, wie im Falle eines Nichteinhaltens des Vertrages mit den Kosten für die bereits geleisteten (Teil-) lösungen umgegangen wird; eine rechtliche und technische Unterstützung muss hier gegeben sein. Einheitliches AAA für alle Grid Teilnehmer bedeutet Transparenz und Vergleichbarkeit der Angebote, Nutzung vorhandener Infrastruktur bedeutet Investitionssicherung, rollenbasierte Dienstnutzung bedeutet Kostenkontrolle und Fairness während der Dienstnutzung

5 Dynamische Transportprotokollbindung Die Anbindung von Diensten geschieht derzeit über bestimmte Protokolle (z.b. SOAP über HTTP), die auf beiden Seiten (Client und Server) unterstützt werden müssen. Ein Ansatz, der statt Protokollen die für die Kommunikation notwendigen Qualitätsparameter definiert, könnte von dieser bisherigen Vorgehensweise abstrahieren. Das zwischen den Knoten jeweils beste Protokoll könnte dann über eine dritte Instanz unter Berücksichtigung der vorhandenen Kommunikations-Hardware (Ethernet, ATM, DiffServ, etc.) verhandelt werden und beiden Seiten als Kommunikationsmöglichkeit angeboten werden. Dadurch wird die Programmierung der Applikation vom eigentlichen Protokoll unabhängig, was insbesondere im Bereich der multimedialen Datenübertragung von Vorteil ist. Auch hier können QoS und SLA's greifen, um die Auswahl (und den zu zahlenden Preis) zu beeinflussen. Effiziente Dienstnutzung aufgrund passender Protokollbindung, Quality of Service auf Transportebene wird möglich und abrechenbar