Bericht über eine Evaluation von Grid Middleware Standards und von Grid Software Paketen

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1 Bericht über eine Evaluatin vn Grid Middleware Standards und vn Grid Sftware Paketen Versin August 2006 Arbeitspaket AP 3, Reprt 3.1 verantwrtlicher Partner: SUB Göttingen TextGrid wissenschaftliche Textdatenverarbeitung ein Cmmunity Grid für die Geisteswissenschaften

2 TextGrid R3.1 - Evaluatin vn Grid Middleware Standards und Grid Sftware Paketen Prjekt: TextGrid Teil des D-Grid Verbundes und der deutschen e-science Initiative BMBF Förderkennzeichen: 07TG01-A Laufzeit: Februar Januar 2009 Dkumentstatus: Endversin Verfügbarkeit: öffentlich Autren: Andreas Aschenbrenner, SUB Peter Gietz, DAASI Martin Haase, DAASI Frank Knll, DAASI Marc W. Küster, FH Wrms Christph Ludwig, FH Wrms Seite 2 vn 38

3 1. Einleitung Das "Grid" in TextGrid Dieser Bericht Grid Middleware Standards Web Services Web Services Descriptin Language (WSDL) SOAP Registry Nrmen Web Services Addressing Web Services Resurce Framewrk (WSRF) Web Services Resurce (WS Resurce) Web Services Resurce Prperties (WS ResurcePrperties) Web Services Resurce Lifetime (WS ResurceLifetime) Web Services Service Grup (WS ServiceGrup) Web Services Base Faults (WS BaseFaults) Web Services Ntificatin (WSN) Web Services Base Ntificatin (WS BaseNtificatin) Web Services Brkered Ntificatin (WS BrkeredNtificatin) Web Services Tpics (WS Tpics) Grid Security Standards Authentifizierung SASL GSSAPI Kerbers LDAP X Web Service Security SAML GSI Autrisierung X.509 Attributzertifikate RBAC XACML Wrkflw Beschreibungssprachen Wrkflw Standards (nicht Grid spezifisch) Grid spezifische Frmate Datengrid...21

4 3. Grid Sftware Pakete Glbus Tlkit 4 (GT4) Security Data Management Executin Management Infrmatin Services Cmmn Runtime Cmpnents glite Java CG Kit Grid Applicatin Tlkit (GAT) Kmpnenten File Management FileStream Management LgicalFile Management Advert Management Resurce Management Interprcess Cmmunicatin Jb Management Mnitring Implementierungen Adaptren sprachgebundene Realisierungen der GAT API Simple API Fr Grid Applicatins (SAGA) Prtale Wrkflw Kmpnenten Kriterien Analyse vn Wrkflw Systemen Datengrid Metadaten Management...35 Anhang A: Bibligraphie Anhang A: Bibligraphie Seite 4 vn 38

5 1. Einleitung TextGrid (www.textgrid.de) ist das einzige geisteswissenschaftliche Prjekt im Rahmen der deutschen Grid Initiative D Grid (www.d grid.de). Als Teil vn D Grid strebt TextGrid nach einer Integratin mit der D Grid Infrastruktur und Zusammenarbeit mit den Partnern aus anderen Cmmunities. Die vrhandene Infrastruktur und die Anfrderungen aus der textwissenschaftlichen Cmmunity sind dabei taktgebend. Dieser Bericht fkussiert auf Grid Standards und Tls, die für die Realisierung vn TextGrid wichtig sein können. 1.1Das "Grid" in TextGrid Oft werden verschiedene Ausrichtungen vn Grid Umgebungen hervrgehben: Cmputatinal Grid, Service Grid, der Data Grid. Systeme in der Praxis kmmen selten in einer dieser drei Reinfrmen vr, aber Schwerpunkte bildensich meist heraus. Ein Cmputatinal Grid wird errichtet um rechenintensive Aufgaben wie zb Simulatinen verteilt und möglichst schnell durchführen zu können. Systeme unterscheiden sich stark in Aspekten wie den zugrunde liegenden Ressurcen eine Handvll Supercmputer der eine grsse Menge durchschnittlicher Rechner, der Verteilung der Aufgabe nicht alle Berechnungen lassen sich (einfach) verteilen, und wie verfügbare Ressurcen und Przessrzyklen einer Berechnung zugeteilt werden. Je nachdem welche Cmmunity den Term "Service Grid" verwendet, schwingen unterschiedliche Ausrichtungen mit. In der Wirtschaft werden Web Services verwendet um angebtene Dienste an den Kunden zu bringen. Obwhl auch zu diesem Kntext manchmal "Service Grid" gesagt wird, hat diese Umgebung eigentlich nur am Rande mit "Grid" Systemen zu tun. Allgemein versteht man unter "Service Grids" die Verwendung vn Services und vn Knzepten der Service Oriented Architecture zum Aufbau einer Grid Umgebung (siehe Kapitel Grid Middleware Standards), und dabei vr allem auch die Endnutzer rientierten Services und Tls. Die Wissenschaft arbeitet hier vr allem an der dynamischen Auswahl der 'richtigen' Services für den passenden Kntext [asg], und damit auch an die Anbindung der Semantic Web Cmmunity zum Semantic Service Grid [gsm]. In einem Data Grid werden Daten verwaltet. Verteilte Ressurcen werden zu einem virtuellen Speichersystem zusammengeschlssen, in dem Daten zuverlässig, effizient und sicher abgelegt werden können. Zu den Themen zählen redundante Speicherung, Registratin und Retrieval, und andere, die im entsprechenden Kapitel unten besprchen werden. Wie jedes System in der Praxis ist auch TextGrid eine Mischfrm aus diesen drei Grid Reinfrmen. Ein zentraler Aspekt ist ganz klar der des Data Grid. In dem Zusammenschluss und der Virtualisierung der Daten aus verteilten, hetergenen und unabhängig verwalteten Text Archiven werden Data Grid Funktinalitäten mit knventinellen Schnittstellen und Tls aus der textwissenschaftlichen Cmmunity verknüpft. In TextGrid wird auch die inhaltliche Verknüpfung der Daten eine wesentliche Rlle spielen. In diesem Sinne gehen die Funktinalitäten über die eines "Data Grid" im gängigen Sinn der Grid Cmmunity hinaus. Jenseits der digitalen Objekte ist die zu knstruierende Wrkbench ein zentraler Aspekt vn TextGrid. Die Grafik (TODO Architekturgrafik einbinden) zur ersten Versin der TextGrid Architektur zeigt eine eigene Sevice Layer als Brücke zwischen der Grid Middleware und den Tls. Eigenschaften wie die Seite 5 vn 38

6 Strukturierung und Vermittlung vn passenden Services und deren Anrdnung in Wrkflws sind die Kernaufgaben in der TextGrid Service Layer. 1.2Dieser Bericht Dieser Bericht gliedert sich in zwei Bereiche: Grid Standards, die als Grundlage für eine Realisierung vn TextGrid dienen könnten, und vrhandene Grid Sftware Pakete, die diese Standards implementieren und vn TextGrid verwendet werden könnten. Knventinelle Infrastrukturkmpnenten (i.e. nicht Grid), der slche, die in der geisteswissenschaftlichen Cmmunity verbreitet sind zb das Metadaten Prtkll OAI [ai], der die Schnittstellendefinitin ZING SRW [zing srw] werden hier nicht behandelt. Szenarien und Anfrderungsanalysen werden parallel erarbeitet, liegen aber der Auswahl der Standards und Sftware Pakete und den in diesem Dkument eingebetteten Bewertungen zugrunde. Breitere, tiefergehende, und vergleichende Evaluatinen werden vm D Grid Infrastrukturprjekt (dgi.dgrid.de) durchgeführt und vn TextGrid verflgt. In beiden Bereichen, der Beschreibung einiger relevanter Grid Standards und die vrhandener Sftware, werden swhl grundlegende Grid Infrastrukturkmpnenten, als auch spezialisierte Kmpnenten zur Errichtung eines Daten bzw Service Grids betrachtet. Seite 6 vn 38

7 2.Grid Middleware Standards Ein zentrales Paradigma für Grid Umgebungen ist die "Service Oriented Architecture" (SOA) [erl04]. Aktuelle Grid Standards basieren auf einer slchen, "lsely cupled" Architektur. Die in [fster_phys] erstmals beschriebene "Open Grid Services Architecture" (OGSA) [gsa_v1] beinhaltet auch heute nch SOA basierte grundlegende Knzepte für Grid Architekturen. Eine erste detailliertere Spezifizierung der Knzepte vn OGSA in der Frm vn Open Grid Services Infrastructure (OGSI) ist inzwischen allerdings vm Web Service Resurce Framewrk (WSRF) abgelöst wrden, und hat sich damit relevanten Standards aus der Web Cmmunity stark angenähert. [reinefeld schintke] [DINI reinefeld] Die Standardisierungsinstanz in der Grid Cmmunity ist das Glbal Grid Frum (GGF) (http://www.ggf.rg/), das sich nunmehr mit der Enterprise Grid Alliance (EGA) zum Open Grid Frum (OGF) zusammengeschlssen hat und damit nch an Einfluss gewnnen hat. Durch das Zusammenwachsen mit Web Standards haben in der Grid Cmmunity natürlich auch das W3C (http://www.w3.rg/), OASIS (http://www.asis pen.rg/), IETF (http://www.ietf.rg/) eine wichtige Psitin. Diverse ausgewählte Standards vn diesen Organisatinen werden in diesem Kapitel betrachtet. Dazu zählen Web Services, WSRF und andere aktuelle Standards in Grid Umgebungen wie die "Grid Security Infrastucture" (GSI). Neben allgemeinen Standards wird dabei vr allem auch auf die Serviceund die Datenmanagement Aspekte für TextGrid geachtet. 2.1Web Services Ein Web Service ist ein internetbasierter serverseitiger Dienst, der Clients eine öffentliche Schnittstelle zur Verfügung stellt, über die der Client den Web Service ansprechen kann. Ein Web Service wird nicht direkt vn einem Menschen bedient, sndern indirekt vn einer Applikatin, die die öffentliche Schnittstelle des Web Service anspricht, und die vm Web Service zurückerhaltenen Ergebnisse für den Benutzer aufbereitet (z.b. in einem Brwser). Kurz gesagt gilt: Was Internetseiten für Menschen sind, Seite 7 vn 38

8 sind Web Services für Applikatinen. Da in TextGrid Werkzeuge definiert werden, die im Grid verteilt werden sllen, bieten sich Web Services als Technlgie für diese Werkzeuge an. Die flgenden drei Abschnitte beschreiben einen Standard zur Definitin der öffentlichen Schnittstelle eines Web Services (WSDL), ein Prtkll, auf dessen Grundlage die Kmmunikatin der Web Services untereinander stattfinden kann (SOAP), swie einen Retrievalmechanismus, durch den autmatisch Web Services registriert und gefunden werden können (UDDI) Web Services Descriptin Language (WSDL) Die öffentliche Schnittstelle eines Web Service beschreibt ein s genanntes WSDL Dkument. In ihm werden die zur öffentlichen Schnittstelle des Web Service gehörenden Operatinen und ihre Signaturen (d.h. Eingabe und Ausgabe Parameter) beschrieben. Die dabei verwendeten Datentypen werden in Frm vn XML Schema Definitinen angegeben. Damit ein Client einen Web Service über seine WSDL Schnittstelle ansprechen kann, müssen zwischen dem Client und dem Web Service Infrmatinen wie z.b. die auszuführende Operatin, aktuelle Eingabeparameter und das Ergebnis hin und hergeschickt werden. Als knkrete Realisierung für das Frmat dieser Nachrichten bietet sich das SOAP Prtkll an und als knkretes Transprtprtkll zum Verschicken slcher SOAP frmatierten Nachrichten das HTTP Prtkll SOAP SOAP ist ein Prtkll, mit dem XML basierte Infrmatinen in einer dezentralisierten, verteilten Umgebung wie einem Grid ausgetauscht werden können. Im Rahmen vn Web Services sind diese XML Infrmatinen Aufrufe, Ergebnisse und Fehlermeldungen vn Web Service Operatinen. Der Infrmatinsaustausch zwischen einem Sender und einem Empfänger kann dabei entlang einer Nachrichtenkette über dazwischengeschaltete Einheiten stattfinden, die die Infrmatinen verarbeiten der sgar nach genau zu beschreibenden Regeln verändern können. Eine SOAP Nachricht ist ein XML Dkument, das aus einem XML Element namens Envelpe besteht, in dem sich zwei unmittelbare XML Unterelemente namens Header und Bdy befinden. Das Header Element ist ptinal und dafür gedacht, Kntrllinfrmatinen vn Applikatinen zu transprtieren. Das Bdy Element sll die Hauptinfrmatin des Nachrichtenaustausches zwischen zwei Parteien beinhalten. Die im Header untergebrachten Kntrllinfrmatinen können vn in der Nachrichtenkette dazwischengeschalteten Einheiten ausgewertet werden, wbei der Inhalt des Bdy Elementes nur vm endgültigen Nachrichtenempfänger ausgewertet werden darf. Um den Adressaten einer im Header Element befindlichen Infrmatin entlang der Nachrichtenkette zu identifizieren, tragen diese Infrmatinen ein Rle Attribut, mit dem sie festlegen, wer entlang der Nachrichtenkette diese Infrmatin verarbeiten darf der sgar muss. Als Werte für das Rle Attribut sind unter anderem "next" für die nächste Einheit in der Nachrichtenkette und "ultimatereceiver" für den Endadressaten der Nachricht möglich. Um eine SOAP Nachricht zwischen zwei Parteien zu verschicken, muß ein knkretes Transprtprtkll, mit dessen Hilfe die Nachricht verschickt werden sll, angegeben werden.. Viele Pr Seite 8 vn 38

9 tklle sind dabei prinzipiell möglich. Das am häufigsten verwendete Prtkll ist das Hypertext Transfer Prtcl (HTTP) sprich: SOAP über HTTP, deutlich seltener das Simple Mail Transfer Prtcl sprich SOAP über E Mail. Im Rahmen vn TextGrid bietet es sich an, für den dazugehörenden Nachrichtenaustausch SOAP über HTTP zu verwenden Registry Nrmen Im klassischen Web Service Stack war der Registry Nrm Universal Descriptin, Discvery and Integratin (UDDI) die Funktin des universellen Registry Standards zugedacht. UDDI, ein OASIS Standard, der aktuell in der Versin 3.0 vrliegt, ist im Kern eine Menge vn SOAP Schnittstellen und dazugehörigen Infrmatinsmdellen für das Veröffentlichen, Suchen und Abnnieren vn Infrmatinen zu Diensteanbietern ( businesses ) und deren knkreten Diensten ( services ). Dazu kmmen Hilfsdienste etwa zur Authentifizierung der Teilnehmer der zur Replikatin vn Daten zwischen UDDI Instanzen. UDDI erlaubt den Zugriff auf die gespeicherten Infrmatinen u. a. über eine an SQL angelehnte Freitextsuche der über bestimmte, mit den Einträgen verknüpfte Knzepthierarchien wie NAICS und UNSPSC. UDDI hat sich in der Praxis bislang als universeller Registry Standard nicht im ursprünglich erwarteten Maß durchsetzen können. Als ähnlich erflgreich hat sich in zahlreichen Szenarien mittlerweile auch außerhalb der ebxml Cmmunity ein anderer OASIS Standard erwiesen, der ebxml Registry Standard, der ebenfalls in der Versin 3.0 vrliegt und aus zwei Teilen besteht, dem Registry Registry Infrmatin Mdel (RIM) und dem eigentlichen ebxml Registry Services Standards (RS). Die grundsätzliche Funktinsweise ist sehr vergleichbar auch ebxml RS ist im Kern eine Menge vn SOAP Schnittstellen mit zugehörigen Infrmatinsmdellen, aber einige Experten sehen die knkrete Umsetzung der Ideen swie die Sftwareunterstützung in der Gestalt des Open Surce Servers Omar als besser an. Insbesndere werden das Mdell vernetzter Registry Instanzen ( federated registries ), zu dem es in UDDI keine Entsprechung gibt, swie die Metadatenunterstützung als sehr gelungen betrachtet. Teils rthgnal, teils in direkter Knkurrenz zu UDDI und ebxml RS stehen Tpic Maps. ISO/IEC Tpic Maps definiert die Datenstruktur zur Beschreibung vn Wissensstrukturen / Ontlgien swie (als XTM) ein standardisiertes XML Austauschfrmat dafür. Einerseits sind Tpic Maps ein genereller Mechanismus zur Wissensmdellierung, mit dem sich bestimmte Knzepte mit flexibel definierbaren Assziatinen untereinander und mit knkreten Objekten / Ressurcen verknüpfen lassen. In diesem Sinne lassen sich Tpic Maps auch etwa als Kategriensystem in ebxml RS einsetzen. Andererseits bieten Tpic Map Server wie etwa das Open Surce Prjekt tm4j der kmmerzielle Angebte wie die Ontpia Knwledge Suite vn Ontpia der TMCre vn NetwrkedPlanet vllausgeprägte semantische Suchmaschinen, die in einem Gridprjekt auch allein stehend die Funktin einer flexiblen Registry übernehmen können. Seite 9 vn 38

10 2.2 Web Services Addressing Web Services Addressing spezifiziert, wie Instanzen eines Web Service (der Web Service Endpints) transprtprtkllunabhängig adressiert werden können. Dazu wird ein XML Element namens EndpintReference definiert, welches die flgenden Unterelemente für die Adressierung einer Web Service Instanz besitzt: Address: die URI des Web Service ReferenceParameters: ptinale XML Elemente zur Identifizierung der Instanz des Web Service Metadata: ptinale XML Elemente, die das Verhalten und die Fähigkeiten der Web Service Instanz beschreiben 2.3Web Services Resurce Framewrk (WSRF) Die Spezifikatin eines Web Service macht keine Angaben über die Behandlung vn Zuständen. Demnach kann ein Web Service zwar einen (internen) Zustand haben (wie es für fast jede Applikatin der Fall ist), die Schnittstelle zu dessen Abfrage und Manipulatin ist jedch nicht standardisiert. Dies erschwert eine Integratin vn Web Services in eine Grid Umgebung, in der z.b. der Zustand eines Web Services in einem Infrmatinsdienst hinterlegt werden sll; die Integratin ist deswegen schwer, weil der Infrmatinsdienst die Zustandsabfrage des Web Service nicht nach einem Standard abhandeln kann, sndern auf prprietäre Schnittstellen angewiesen ist. Um dieses ffensichtliche Prblem der nicht standardisierten Behandlung der Zustände vn Web Services zu beheben, wurde der Standard "Web Services Resurce Framewrk" (WSRF) eingeführt. WSRF ist eine Sammlung vn mehreren Spezifikatinen, deren Inhalt und mögliche Bedeutung für TextGrid in den flgenden Abschnitten beschrieben werden. Neben dem eigentlichen WSRF Standard wird der Standard "Web Services Ntificatin" (WSN) beschrieben, der die Kmmunikatin und den Nachrichtenaustausch vn Web Services untereinander standardisiert. Bei WSRF handelt es sich nch um eine sehr neue Technlgie, die nch nicht in einfach zu benutzenden und prduktinsreifen Biblitheken zur Verfügung steht. Deshalb muß sich TextGrid zunächst darum bemühen, WSRF Funktinalität vr dem Anwendungsprgrammierer zu kapseln Web Services Resurce (WS Resurce) Um Zustände in Web Services einzuführen, definiert der WS Resurce Standard den Begriff Resurce. Eine Resurce ist demnach eine lgische Entität, die eine Menge vn in XML darstellbaren Eigenschaften (ResurcePrperties) hat. Diese ResurcePrperties werden im nächsten Abschnitt ausführlicher definiert. Kurz gesagt: Eine Resurce kapselt den Zustand eines Web Service. Ein Zustand (Resurce) hne eine Möglichkeit der Abfrage der Manipulatin dieses Zustandes macht keinen Sinn, deshalb definiert dieser Standard den Begriff WS Resurce. Demnach ist eine WS Resurce ein Paar bestehend aus einer Resurce und einem Web Service (WS), durch den die Resurce angesprchen werden kann. Eine WS Resurce wird über eine End Pint Reference (EPR) gemäß der WS Addressing Spezifikatin (s.u.) adressiert. Kurz gesagt ist eine WS Resurce ein Web Service mit Zustand. Der Zustand ist über die Web Service Schnittstelle ansprechbar. Seite 10 vn 38

11 Da mderne Grid Implementierungen auf WSRF aufsetzen, werden auch innerhalb vn TextGrid Grid Dienste als WS Resurcen angesprchen Web Services Resurce Prperties (WS ResurcePrperties) Um den Zustand eines Web Service allgemein ansprechen und manipulieren zu können, definiert der WS ResurcePrperties Standard als Vrleistung, wraus der Zustand (die Resurce) eines Web Service überhaupt besteht, um dann anschließend zu beschreiben, wie dieser Zustand über eine Web Service Schnittstelle abgefragt und manipuliert werden kann. Die Entitäten, aus welchen der Zustand eines Web Service besteht, werden als ResurcePrperties bezeichnet und sind als XML Elemente beschreibbar. Der Zustand eines Web Service ist eine Zusammenstellung slcher ResurcePrperties, die in einem XML Dkument namens Resurce Prperties Dcument hinterlegt sind. Dieses Dkument ist mit einem WSDL PrtType des Web Service verbunden. Genau diese Verbindung macht einen Web Service und eine Resurce zu einer Web Service Resurce. Smit bietet ein Resurce Prperties Dcument eine lgische Sicht auf den Zustand einer WS Resurce. Die Web Service Schnittstelle, mit deren Hilfe der Zustand eines Web Service abgefragt und manipuliert werden kann, stellt flgende Operatinen zur Verfügung: GetResurcePrpertyDcument: gibt das gesamte Resurce Prperties Dcument einer WS Resurce zurück GetResurcePrperty: gibt die Werte eines einzelnen ResurcePrperties des Resurce Prperties Dcuments zurück GetMultipleResurcePrperties: gibt die Werte mehrerer ResurcePrperties zurück QueryResurcePrperties: Abfrage gegen das Resurce Prperties Dcument mit Hilfe eines XPath Ausdrucks PutResurcePrpertyDcument: ersetzt das Resurce Prperties Dcument durch ein neues SetResurcePrperties: setzt die Werte vn mehreren ResurcePrperties InsertResurcePrperties: fügt neue Werte eines ResurcePrperties in das Resurce Prperties Dcument einer WS Resurce ein UpdateResurcePrperties: ersetzt die bisherigen Werte eines ResurcePrperties durch neue Werte. DeleteResurcePrperties: entfernt alle Werte eines ResurcePrperties einer WS Resurce Sbald TextGrid Werkzeuge als WS Resurcen implementiert werden, könnte jedes Werkzeug einen Teil der ben angegebenen Operatinen implementieren, um WSRF knfrm zu sein und zum Beispiel für Infrmatinsdienste einheitlich zugängliche Infrmatinen zur Verfügung zu stellen Web Services Resurce Lifetime (WS ResurceLifetime) In einer Grid Umgebung sllen WS Resurcen dynamisch erzeugt werden belegen dann serverseitigen Speicherplatz, halten ffene Verbindungen zu Datenbanken, etc. und anschließend wieder gelöscht werden. Dies erfrdert eine eigene Speicherverwaltung im Gegensatz zu lkalen Anwendungen im vn der Laufzeitumgebung verwalteten Speicher über das gesamte Grid hinweg. Eine explizite Verwaltung der Lebenszeit vn WS Resurcen über new und delete ähnliche Knstrukte reicht in einer Grid Seite 11 vn 38

12 Umgebung nicht aus, weil z.b. ein Client, der eine Instanz einer WS Resurce erzeugt, nicht mehr willens der fähig sein könnte, diese zu löschen, z.b. wenn er selbst aufgrund eines Netzwerkfehlers der internen Fehlers den Kntakt zur WS Resurce verliert; smit würde die WS Resurce "für immer" im Grid Speicherplatz beanspruchen. Um diese Speicherlecks zu vermeiden, definiert der WS ResurceLifetime Standard eine halbautmatische Speicherverwaltung, in der WS Resurcen nach Ablauf einer knfigurierbaren Lebenszeit das ist die Zeit, die vn ihrer Instantiierung bis zu ihrer Zerstörung vergeht gelöscht werden. WS ResurceLifetime spezifiziert außerdem, wie die Lebenszeit einer WS Resurce manipuliert werden kann: Immediate Destructin (Destry Operatin): die WS Resurce wird augenblicklich zerstört Scheduled Destructin (SetTerminatinTime Operatin): die WS Resurce wird zu einer bestimmten Zeit zerstört Im Rahmen einer bjektrientierten TextGrid API könnte jeder Klasse (z.b. der File Klasse) ein Web Service (z.b. File WS) zugerdnet werden, der die öffentlichen Methden der Klasse in seiner WSDL Beschreibung anbietet. Die Instanzbildung einer Klasse kann dadurch implementiert werden, daß eine neue WS Resurce des entsprechenden Web Service erzeugt wird. Die Lebenszeit dieser neuen WS Resurce könnte mit WS ResurceLifetime verwaltet, und s eine halbautmatische Speicherverwaltung gewnnen werden Web Services Service Grup (WS ServiceGrup) Web Services treten nicht nur einzeln, sndern auch in Gruppen auf. Beispielsweise kann ein Infrmatinsdienst Infrmatinen vn mehreren gleichartigen Web Services sammeln, die dadurch als Gruppe betrachtet werden können. Der WS ServiceGrup Standard beschreibt, wie Web Services zu Gruppen zusammengefaßt und verwaltet werden können. Dazu definiert er eine ServiceGrup als eine hetergene Gruppierung vn Web Services. Die Mitgliedschaft eines Web Services in einer slchen Gruppe kann dabei an bestimmte Bedingungen (z.b. die Implementierung bestimmter WSDL Schnittstellen der das Vrhandensein bestimmter XML Elemente im Resurce Prperties Dcument des Web Service) geknüpft sein. Mit Hilfe der Add Operatin kann ein neuer Eintrag in eine ServiceGrup eingefügt werden. Parameter sind unter anderem der dazuzufügende Web Service (MemberEPR) und die mit ihm assziierte Infrmatin (Cntent). Um einen Web Service aus einer ServiceGrup entfernen zu können, hne den Web Service selbst zu löschen, bedient sich der WS ServiceGrup Standard eines Hilfsknstruktes, nämlich indem die Mitgliedschaft eines Web Service in einer ServiceGrup mit Hilfe einer weiteren den Web Service stellvertretenden WS Resurce verwaltet wird. Der Web Service kann dann aus der ServiceGrup entfernt werden, indem die Lebenszeit seiner stellvertretenden WS Resurce terminiert wird (hne die Lebenszeit des Web Service selbst zu terminieren). Mit diesen Eigenschaften bildet WS ServiceGrup die Grundlage für MDS (Mnitring and Discvery System) in Glbus Tlkit 4, insbesndere für den Infrmatinsdienst Index Service. Seite 12 vn 38

13 2.3.5 Web Services Base Faults (WS BaseFaults) Der WS BaseFaults Standard spezifiziert ein XML Frmat für Fehlermeldungen, die vn Web Service Operatinen zurückgeliefert werden. Ein BaseFault XML Element beinhaltet dabei flgende Infrmatinen: Timestamp: die Zeit, zu der der Fehler aufgetreten ist OriginatrReference: eine ptinale EndpintReference des Web Service, der den Fehler erzeugt hat Descriptin: eine ptinale vn Menschen lesbare Beschreibung des Fehlers FaultCause: enthält ein weiteres ptinales BaseFault XML Element, wdurch Verkettungen vn BaseFaults ermöglicht werden Web Services dürfen BaseFaults via XML Schema Extensin beliebig erweitern, um anwendungsspezifische Fehlertypen einzuführen. Mit den seben beschriebenen Eigenschaften sll der WS BaseFaults Standard die Verständlichkeit und sinnvlle Behandlung vn Fehlern in Grid Umgebungen erleichtern. 2.4Web Services Ntificatin (WSN) Web Services können untereinander (asynchrn) kmmunizieren, indem sie Nachrichten austauschen. Nachrichten können in Grid Umgebungen in vielerlei Situatinen auftreten: beispielsweise kann ein Infrmatinsdienst eine Benachrichtigung an Interessenten immer dann verschicken, wenn es einen neuen Eintrag gibt, der bestimmten Bedingungen genügt; der ein Web Service gibt seine baldige Zerstörung in Frm einer Benachrichtigung im Vraus bekannt; der ein Web Service teilt anderen Web Services mit, daß er seine Aufgabe schn zu 50% erledigt hat. Der WSN Standard beschreibt einen Rahmen, in welchem Web Services Nachrichten austauschen können. Er besteht aus drei Unterspezifikatinen, die in den flgenden Abschnitten zusammengefasst werden: Der WS BaseNtificatin Standard beschreibt die zum Nachrichtenaustausch ntwendigen Web Service Schnittstellen, der WS Tpics Standard beschreibt die Ereignisse, die einen Nachrichtenaustausch auslösen und der WS BrkeredNtificatin Standard beschreibt einen Nachrichtenaustausch über eine dritte Partei Web Services Base Ntificatin (WS BaseNtificatin) Dieser Standard spezifiziert einen Web Service basierten Ansatz für Benachrichtigungen (ntificatins). Teilnehmer beim Nachrichtenaustausch sind ein Subscriber Web Service, ein NtificatinPrducer Web Service (Nachrichtenerzeuger) und ein NtificatinCnsumer Web Service (Nachrichtenempfänger). Der Subscriber meldet einen NtificatinCnsumer bei einem NtificatinPrducer an, Nachrichten zu einem bestimmten Ereignis (Tpic) vn ihm zu empfangen. Bei Eintreten eines Ereignisses, für welches der NtificatinCnsumer durch einen Subscriber Interesse signalisiert hat, ruft der NtificatinPrducer die Ntify Operatin des NtificatinCnsumers auf. Parameter sind das Ereignis (Tpic), der NtificatinPrducer selbst und eine Nachricht (Message). Seite 13 vn 38

14 Ein NtificatinPrducer muß ein TpicExpressin Resurce Prperty zur Verfügung stellen, welches beschreibt, welche Ereignisse (Tpics) vn ihm unterstützt werden. Ein NtificatinPrducer muß eine Subscribe Operatin zur Verfügung stellen. Ihre Parameter sind: CnsumerReference: ein Verweis auf einen NtificatinCnsumer, der Ereignisse vm NtificatinPrducer empfangen sll Filter: eine Beschreibung der Ereignisse, die dem NtificatinCnsumer mitgeteilt werden sllen. Kmbinatinen aus flgenden Filtern sind zulässige Parameter: TpicExpressin: eine Beschreibung eines Ereignisses (Tpic). PrducerPrperties: ein blscher Ausdruck, der auf den ResurcePrperties des NtificatinPrducer ausgewertet wird. MessageCntent: ein blscher Ausdruck, der auf der Nachricht (Message) des NtificatinPrducers ausgewertet wird. Alle angegebenen Filter müssen wahr ergeben, damit eine Nachricht beim Eintreten eines Ereignisses gesendet wird. Als Ergebnis der Subscribe Operatin entsteht eine Subscriptin WS Resurce, die die Beziehung zwischen dem NtificatinPrducer und dem NtificatinCnsumer beschreibt. Die Unsubscribe Operatin der SubscriptinManager Schnittstelle beendet eine Subscriptin, wdurch der NtificatinCnsumer der Subscriptin entsprechende Nachrichten nicht mehr empfängt. Weitere Operatinen der SubscriptinManager Schnittstelle sind: Renew: mdifiziert die Lebenszeit der Subscriptin WS Resurce. PauseSubscriptin: die Erzeugung vn Nachrichten wird für eine bestimmte Zeitdauer ausgesetzt. ResumeSubscriptin: hebt die Wirkung vn PauseSubscriptin wieder auf Web Services Brkered Ntificatin (WS BrkeredNtificatin) Ein NtificatinBrker ist ein Web Service, der Publisher und NtificatinCnsumer trennt. Ein NtificatinBrker kann sich im Namen mehrerer NtificatinCnsumer für die Nachrichten eines NtificatinPrducers subskribieren und die s erhaltenen Nachrichten anstelle des NtificatinPrducers an die NtificatinCnsumer weiterleiten. Smit entlastet ein NtificatinBrker einen NtificatinPrducer bei der Verwaltung und Benachrichtigung der NtificatinCnsumer. WS BrkeredNtificatin ist in Glbus Tlkit nch nicht implementiert Web Services Tpics (WS Tpics) WS Tpics definiert einen Mechanismus, Ereignisse als Tpics zu beschreiben und zu rganisieren. Ein Web Service kann eine Menge vn Tpics veröffentlichen, für die sich ein Client subskribieren kann; bei einer Änderung eines Tpics wird der Client benachrichtigt. Jedes Tpic ist einem XML Namespace zugerdnet, um Namensknflikte bei gleichnamigen Tpics zu vermeiden. Die Menge der Tpics, die einem XML Namespace zugerdnet sind, wird als Tpic Seite 14 vn 38

15 Namespace bezeichnet. Jedes Tpic in einem Tpic Namespace kann keine der mehrere Child Tpics haben, und ein Child Tpic kann selbst weitere Child Tpics haben. Ein Tpic hne Vrgänger heißt Rt Tpic. Ein Rt Tpic und seine Nachfahren bilden einen Tpic Tree. Ein Client kann sich für ein Tpic subskribieren und autmatisch Benachrichtigungen für alle seine Nachfahren im Tpic Tree erhalten, hne sich für sie explizit subskribieren zu müssen. 2.5Grid Security Standards Grundsätzlich läßt sich der Bereich Security im Grid in zwei Kernbereiche unterteilen: Authentifizierung, als der Vrgang des Beweises einer Identität eines Benutzers, und Autrisierung, nämlich der Vrgang einem authentifizierten Benutzer aufgrund vn dessen Attribute (insbesndere Rllenzuweisungen) eine Entscheidung zu treffen, b der Benutzer auf bestimmte Ressurcen zugreifen darf der nicht. Eine Authentitierungs und Autrisierungsinfrastruktur (AAI) ist eine unabdingbare Vraussetzung für den Betrieb einer Grid Infrastruktur um Benutzern swhl Daten Ressurcen, als auch Cmpute Ressurcen kntrlliert zu gewähren Standards zu den Bereichen Authentifizierung, Autrisierung, SingleSignOn und Zugriffskntrlle werden im Flgenden näher behandelt Authentifizierung Authentifizierung setzt ein Benutzermanagement vraus, welches Daten enthält, mit denen der Identitätsbeweis überprüft werden kann. Im einfachsten Fall sind die Lgin Name (userid) und Passwrt. Verschiedene Rechnerarchitekturen verfügen hierbei über verschiedene Mechanismen und Prtklle slche einfachen Lgin Vrgänge durchzuführen. Hierbei können zentralisierte Dienste swhl ein einheitliches Passwrt für verschiedene Rechner und Anwendungen ("unified passwrd") ermöglichen, als auch darüberhinaus ein, dass ein einmaligen Authentifizierungsprzess einen Benutzer über einen gewissen Zeitraum als Authentifiziert gelten läßt (SingleSignOn). Wichtige Standards für slche Authentifizierung sind LDAP, SASL, und Kerbers. Identität läßt sich aber auch sicherer als einfache Passwrtabfrage durch Identitätszertifikate beweisen. Hier ist der Standard X.509 auch im Gridbereich vn herausragender Relevanz. Schließlich haben sich im Zuge der Web Service Standardisierung weitere auf die bisher genannten Standards aufbauende Standards entwickelt, insbesndere der allgemeine Standard WS Security, swie SAML. Alle diese Standards werden im Flgenden kurz behandelt SASL SASL (Simple Authenticatin and Security Layer) standardisiert den Security Aspekt vn verbindungsbezgenen Prtkllen. Innerhalb dieses Layers werden verschiedene Seite 15 vn 38

16 Authentifizierungsmechanismen unterstützt, insbesndere ein direktes Passwrt Lgin, ein sgenannter Challenge Respnse Mechanismus (Digest MD5) der verhindert, dass das Passwrt über das Netz übertragen werden muss, swie eine Mechanismus für GSSAPI, durch den weitere Verfahren zur Verfügung stehen GSSAPI GSSAPI (Generic Security Service Applicatin Prgram Interface) ist ein weiterer Standard, der verschiedene Authentifizierungsmethden auf eine generische Anwendungs und Prtkllunabhängige Weise ermöglicht. Insbesndere wird der wichtige Standard Kerbers 5 unterstützt. Durch GSSAPI wird eine einfache Prgrammierung vn Sicherheitsmechanismen vn Netzanwendungen ermöglicht Kerbers Kerbers ist ein Netzwerk Authentifizierungsprtkll für Client Server SCenarien, bei dem jeder Teilnehmer ein gemeinsames Geheimnis (Passwrt) teilt. An einem zentralen Authentifizierungsdienst kann sich der Benutzer anmelden (hne dass dabei das Passwrt übertragen werden muss) und erhält sgenannte Tickets, die den Benutzer für eine bestimmte Zeit als authentifiziert ausweist. Hierdurch ermöglicht Kerbers SingleSignOn LDAP LDAP (Lightweight Directry Access Prtcl) hat sich aus dem Standard X.500 entwickelt. Es beschreibt Datenmdell und Zugriffsprtkll für einen Verzeichnisdienst. Insbesndere im Bereich Benutzermanagement hat sich LDAP durchgesetzt, sdass zentrale Benutzerverwaltungen, auf die vn verschiedenen Rechnern und Anwendungen zugegriffen werden können, es als nur eine Stelle gibt, an der Daten und Passwörter gepflegt werden müssen, sehr ft mittels LDAP Servern implementiert werden. Das LDAP Prtkll spezifiziert hierbei verschiedene Authentifizierungsmethden, neben einfacher Passwrtabfrage auch alle SASL Mechanismen, bis hin zu Kerbers 5. LDAP wurde in früheren Grid Implementierungen als Infrmatinsspeicher verwendet. Verzeichniseinträge werden in einem hierarchischen Baum rganisiert und sind über den sgenannten Distinguished Name (DN), welcher die Kntennamen bis hin zur Baumwurzel enthält, eindeutig referenzierbar X.509 Ursprünglich nur als starker Authentifizierungsmechanismus für X.500 spezifiziert hat sich X.509 zu einer der wichtigsten Netz Sicherheitstechnlgien entwickelt. Es basiert auf asymmetrischer Verschlüsselung mittels eines Schlüsselpaares bestehend aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel. Mittels des privaten Schlüssels kann man swhl digital signieren, als auch Infrmatin, die mittels des öffentlichen Schlüssels verschlüsselt wurde, wieder entschlüsseln. Um mit diese Technlgie zum Identitätsbeweis (Authentifizierung) verwenden zu können, muss der öffentliche Schlüssel wiederum vn einer Zertifizierungsstelle (CA) digital signiert sein, wbei diese bestätigt, dass die Identität des Schlüsselpaarbesitzers, z.b. durch Einsicht in einen Persnalausweis überprüft wrden ist. Ein s signierter öffentlicher Schlüssel wird Zertifikat genannt. Wichtige Bestandteile eines X.509 Zertifikats sind der subjectdn und der issuerdn, welche eindeutig den Besitzer des Zertifikats und die Zertifizierungsstelle referenzieren. Seite 16 vn 38

17 Auf X.509 beruht nicht nur die im Web gängige Verbindungsverschlüsselung SSL (bzw. TLS), sndern auch die neueren unter dem Namen Web Service Security zusammengefassten Standards. Auch im Grid Cmputing wird augenblicklich vrwiegend X.509 für Authentifizierungszwecke verwendet. Auf X.509 aufbauende Infrastrukturen (insbesndere Zertifizierungsstellen) werden PKI (Public Key Infrastructure) genannt Web Service Security Web Service Security ist eine Erweiterung des Web Service Standards, durch die Authentifizierung, swie Integrität und Verschlüsselung der mittels SOAP übertragenen Daten gewährleistet wird. Hierbei werden die XML Standards XML Signature und XML Encryptin verwendet, die wiederum auf X.509 beruhen. Diese werden im Header der SOAP Daten integriert SAML Die auf XML basierende Beschreibungssprache SAML (Security Assertin Markup Language) ermöglicht es, Ergebnisse vn Authentifizierungsvrgängen (ähnlich wie bei Kerbers) mittels sgenannter authenticatinassertins zu übertragen und ermöglicht s SingleSignOn. Auch im Bereich Authrisierung können SAML Assertins übertragen werden, einerseits Attribute Assertins die bestimmte Attribute eines Benutzers übergeben und smit Autrisierungsentscheidungen vrbereiten, als auch Authrizatin Decisin Assertins wmit festgestellt wird b und wie auf eine spezifische Ressurce zugegriffen werden darf. Slche Assersins werden vn sgenannten Authritäten ausgegeben und mittels X.509 Technlgie digital signiert. SAML entwickelt sich auch im Grid Cmputing zunehmend als wichtigster Standard für AAIs GSI Unter Grid Security Infrastructure versteht man eine ursprünglich für Glbus entwickelte Sicherheitsschicht, die sich aber zunehmend auch bei anderen Grid Implementierungen durchsetzt, und im Rahmen der GGF/OGF standardisiert wurde und wird. Hauptbestandteile vn GSI sind einerseits die bereits besprchene PKI und SSL/TLS Verbindungsverschlüsselung, andererseits das auf PKI aufbauende Knzept eines Prxy Zertifikats. Mittels eines nrmalen X.509 Zertifikats können kurzfristig gültige aber snst einem X.509 Zertifikat entsprechende sgenannte Prxy Zertifikate ausgestellt werden, mit denen sich ein vm Inhaber des Benutzerzertifikats gestarteter Przess im Grid authentifizieren kann. Innerhalb des Grids wird der subjectdn des Zertifikats einem lkalen User auf dem jeweiligen Rechner zugerdnet, dessen Zugriffsrechte durchgesetzt werden. S authentifizierte Przesse können selber wiederum weitere Przesse mit vm Prxy Zertifikat abgeleiteten weiteren Prxy Zertifikaten auf weiteren Ressurcen starten. GSI verwendet die bereits erwähnte GSSAPI als API um die X.509 Funktinen Auentifizierung, Daten Verschlüsselung und Integrität zur Verfügung zu stellen. Für das Grid Cmputing wurden hierbei einige GSSAPI Erweiterungen standardisiert, insbesndere um die Delegatin mittels Prxy Zertifikaten zu ermöglichen. Seite 17 vn 38

18 2.5.2 Autrisierung Auch im Bereich Autrisierung gibt es wichtige Standards, die im Grid Cmputing relevant wurden. Neben dem bereits behandelten SAML sind hier insbesndere X.509 Attributzertifikate, RBAC, XACML zu nennen. Alle diese Standards sind im Bereich Grid Cmputing relevant und werden im Flgenden kurz besprchen. Die GGF/OGF Arbeitsgruppe OGSA AuthZ spezifiziert entsprechende Prfile. Es ist jedch zu bebachten, dass sich SAML zunehmend als Transprt für Attributinfrmatinen durchsetzt. In diesem Zusammenhang ist das Knzept der Virtuellen Organisatin (VO) besnders wichtig. Eine VO ist der Zusammenschluss vn Benutzern und Ressurcen aus verschiedenen realen Organisatinen (der s genannten Heimatrganisatin), zum Zwecke der Zusammenarbeit in einem gemeinsamen Prjekt. Zugriffsrechte der einzelnen Benutzer werden vn der VO über Attribute gesteuert. Eine wichtige Frage ist hierbei, inwieweit auch Attribute, die vn der Heimatrganisatin vergeben wurden, im Rahmen einer VO für Autrisierungszwecke verwendet werden können X.509 Attributzertifikate Der X.509 Standard sieht neben einer PKI auch darauf aufbauend eine PMI (Priviledge Management Infrastructure) vr. Diese basiert auf Attributzertifikaten, die sich auf PKI Benutzerzertifikate beziehen, aber vn einer anderen Infrastruktur erstellt werden. In Attributzertifikaten werden einer Persn Eigenschaften in Frm vn Attributen vn sgenannten Attributautritäten (AA) zugesprchen. Grundsätzlich lassen sich auch in PKI Zertifikate Attribute integrieren, Vrteil des getrennten Attributzertifikat ist, dass eine andere Autrität diese Ausstellen kann. Würde der Staat ein PKI Zertifikat als Identitätsausweis ausstellen, würde z.b. eine Rechtsanwaltkammer in einem Attributzertifikat das Attribut "diese Persn ist Rechtsanwalt" ausstellen RBAC RBAC (Rle Based Access Cntrl) ist ein standard, der rllenbasierte Zugriffskntrlle spezifiziert. Hierbei werden nicht nur verschiedene Rllenmdelle spezifiziert (einfach und hierarchisch) sndern auch Sessins (Netzverbindungen) berücksichtigt (ein Benutzer kann in verschiedenen Sessins verschiedene Rllen haben), swie sgenannte Cnstraints, als Einschränkungen vn Zugriffsrechte, z.b. auf bestimmte Tageszeiten, etc. Des Weiteren definiert RBAC knkrete Funktinen z.b. zum Erstellen und Löschen vn Rllenzuweisungen, der zur Abfrage vn Zugriffsrechten XACML XACML (extended Access Cntrl Markup Language) ist eine XML Beschreibungssprache, mittels derer Zugriffsrechte in Frm vn Regelwerken (Plicies) beschrieben werden können. XACML ist sehr ausdrucksfähig sdass kmplexeste Regeln erstellt werden können. Unter Anderem kann der RBAC Stamdard vllständig mit XACML abgebildet werden. Seite 18 vn 38

19 2.6Wrkflw Beschreibungssprachen Ein Wrkflw (der Arbeitsablauf) ist eine Anrdnung vn einzelnen Aufgaben bzw. Przessen, bei dem Eingabedaten über etwaige Zwischenstufen zu Ausgabedaten transfrmiert werden. Eine Wrkflw Beschreibungssprache legt fest, wie ein Wrkflw Management System die rechnerische Abarbeitung eines bestimmten Wrkflws zu beflgen hat. Es existieren mmentan einige Standards für Wrkflw Beschreibungssprachen, swie Frmate für Grid spezifische Wrkflws, wbei diese Mengen eher disjunkt zu sein scheinen, d.h. es gibt im Grid Bereich nch keine Standardisierungs(bestrebungen) für Wrkflw beschreibungen. Bei den meisten Systemen ist eine zweigeteilte Architektur üblich: Im Wrkflw Design (der Editr) wird der Wrkflw erstellt, bearbeitet der mdifiziert und wird anschließend an die Wrkflw Engine (der Enactr) übergeben, die einen knkreten Wrkflw ausführt. Diese kann ftmals im Hintergrund, z.b. als Web Service, auf einem dedizierten Rechner laufen. Die Wrkflw Beschreibungssprache ist das Bindeglied zwischen diesen beiden Kmpnenten, d.h. Dkumente in dieser Sprache werden vm Editr erstellt und vm Enactr verarbeitet Wrkflw Standards (nicht Grid spezifisch) Als wichtigste nicht Grid spezifische Wrkflwbeschreibungssprachen sind vr allem drei Standards zu nennen: Die XML Prcess Definitin Language (XPDL) ist der älteste Standard, herausgegeben vn der Wrkflw Mangagement Calitin (WfMC). Die Business Prcess Executin Language (BPEL4WS bzw. WS BPEL) ist ein OASIS Standard und die Web Service Chregraphy Descriptin Language (WS CDL) ist eine W3C Recmmendatin (Public Wrking Draft) Gemeinsam ist allen Standards, dass XML als Dateifrmat verwendet wird. XPDL geht dabei nicht speziell vn Web Services als Przessen aus. Es dient u.a. als Dateifrmat für BPMN Graphen (Business Prcess Mdeling Ntatin) und ist eine Graph strukturierte Beschreibungssprache hne eingebettete Przesse. BPEL geht vn Web Services als Przessen aus. BPEL baut auf dem Dienstmdell vn WSDL auf. Weiterhin werden die Standards XMLSchema, XPath und WS Addressing benutzt. Die Sprache ist Blck strukturiert, d.h. lkale Variablen könnnen angelegt und Przesse geschachtelt werden. Ziel ist die `Prgammierung im Grßen', d.h. es wird die Schnittstelle eines Webservice, der die an einem Przess beteiligten Web Services steuert, beschrieben (Orchestrierung). Im Gegensatz zur Orchestrierung beschreibt die Chregraphie (WS CDL) die Interaktin vn Przessen verschiedener Parteien bjektiv, als vn einem unabhängigen Standpunkt. WS CDL kann als dazu verwendet werden, ein Prtkll über die auszutauschenden Daten zwischen Organisatinen zu spezifizieren, und diese setzen diese Schnittstelle dann beispielsweise jeweils mit WS BPEL um. Seite 19 vn 38

20 2.6.2 Grid spezifische Frmate Es ist eine Vielzahl vn prprietären Lösungen zur Beschreibung vn Wrkflws im Umlauf; hier wird nur auf diejenigen eingegangen, die im Grid Kntext verwendet werden. Zu den generellen Anfrderungen an Wrkflws kmmt für Grid spezifische Wrkflws nch hinzu, dass diese zustandsbehaftete Dienste verwalten können müssen, Mechanismen zur Fehlertleranz vrhanden sein müssen, hetergene Rechen und Speicherressurcen einbezgen werden müssen und intelligente Verfahren zur dynamischen Zuweisung und Verteilung vn Ressurcen benötigt werden. Dies spiegelt sich jedch eher weniger in den verwendeten Wrkflw Beschreibungsfrmaten wieder und ist dagegen meist Aufgabe der jeweiligen Wrkflw Engines. Allerdings gibt es für einzelne dieser Aspekte in bestimmten Sprachen auch speziell dafür vrgesehene Knstrukte, z.b. für die Fehlerbehandlung in Cndr DAGMan. Die wichtigsten im Grid Kntext verwendeten Frmalismen sind: Gerichtete Graphen (z.b. Triana TaskGraph, Java CGkit Karajan Frmat): Hier wird durch die Menge der Kanten eine Relatin auf der Menge der Knten definiert. Der Graph kann zusammenhängend der nicht zusammenhängend sein, kann Schleifen (Lps) enthalten und es kann mehrere vn Knten A zu Knten B führende Kanten geben (Mehrfachkanten). Gerichtete azyklische Graphen (DAG, directed acyclic graph) (z.b. Cndr DAGMan, XSCUFL): Spezialfall vn gerichteten Graphen, die keine Schleifen enthalten Petri Netze (z.b. Fraunhfer Resurce Grid GWrkflwDL): Hier werden Aktivitäten als Transitinen und Daten als Tken in Stellen mdelliert. Jede Transitin hat eine Menge vn Eingabe und Ausgabe Stellen. Eine Transitin 'feuert', wenn sich in allen Eingabestellen Tken befinden; anschließend werden alle Ausgabestellen mit Tken belegt. Petri Netze in ihrer ursprünglichen Frm sind gleich mächtig wie endliche Autmaten Kurz zu nennen sind nch: UML (Unified Mdeling Language), hauptsächlich der Sprachbestandteil der Aktivitätsdiagramme BPMN (Business Prcess Mdeling Ntatin) ist vr allem interessant wegen der Möglichkeit, die Graphen in ein BPEL Frmat abzubilden Endliche Autmaten, ein mathematisches Mdell Anzufügen ist nch, dass bislang vn zwei Fällen bekannt ist, dass einer der bigen Standards (BPEL) für Wrkflw Beschreibung prduktiv in einem Grid Umfeld verwendet wurde: die britische Open Middleware Infrastructure Initiative (OMII) und das US amerikanische Prjekt cagrid. Bei beiden wird die ActiveBPEL Engine als Wrkflw Enactr verwendet. Seite 20 vn 38

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