glite Data Management Grid Seminar 2005 Julia Coester, Thomas Warntjen

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1 glite Data Management Grid Seminar 2005 Julia Coester, Thomas Warntjen

2 Inhalt Grundsatzentscheidungen von glite Benennung von Dateien Kataloge glite Storage Element glite Transfer Security dcache Interaktion mit anderen Diensten CLI & API Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 2

3 Grundsatzentscheidungen von glite Daten werden in Dateien gespeichert Hauptanwender sind Hochenergie Physiker und Biomediziner Allgemein verstandenes Konzept Das Grid soll für die Anwendung wie ein einfaches Betriebssystem aussehen Daten sollen unabhängig von dem Ort wo sie sich befinden zugänglich sein Grid soll mit lokaler, verschiedenartiger Hard und Software laufen dafür benötigt wird eine einheitliche Schnittstelle, der Storage Resource Manager (SRM) Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 3

4 Benennung von Dateien Dateinamen im Grid: Location Independent Logical File Name (LFN) Immutable Grid Unique ID (GUID) Storage URL (SURL) Transport URL (TURL) Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 4

5 Location Independent Logical File Name (LFN) Anwender sollen nicht wissen müssen, wo ihre Daten liegen > LFN LFN wird vom Benutzer vergeben Wird gewöhnlich im logischen Namespace der zugehörigen Virtuellen Organisation (VO) hirarchisch angelegt Beispiel: /glite/myvo.org/production/run/07/123456/calibration/cal/cal table/00 LFN sollte eindeutig sein > VOs die sich einen Namespace teilen sollten ihren Namen als Präfix in der LFN führen > VO Name sollte auch eindeutig sein, am besten ein gültiger DNS Eintrag Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 5

6 Immutable Grid Unique ID (GUID) LFN kann vom Benutzer geändert werden, es können Fehler durch Doppelbenennungen auftreten > Eindeutige Unterscheidung der Dateien durch GUID Bei Erstellung bekommt eine Datei vom System eine GUID zugewiesen die nicht mehr verändert werden kann Die GUID ist somit in jedem Fall einzigartig Ein File hat immer eine GUID, aber nicht immer ein LFN Beispiel: 56c3e03d 1f58 11d8 ab78 d38fa2b63747 Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 6

7 Storage URL (SURL) Die Kopie einer Datei wird Replika genannt. Die Replikas werden mit SURLs identifiziert. Jedes Replika hat eine eigene SURL, die spezifiziert auf welchem SE die Replika liegt Die SURL ist eine gültige URL die vom SRM benutzt werden kann Beispiel: srm://castorgrid.cern.ch:8443/srm/manager?sfn=/castor/cern.ch/file1 Benutzer nutzen den LFN, der über die Kataloge die Replikas findet Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 7

8 Transport URL (TURL) Besteht aus Transportprotokoll und Speicherort Ermöglicht direkten Zugriff auf eine Datei Beispiel: gsiftp://ein.host:1234/verzeichnis/datei Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 8

9 Kataloge Um das Navigieren durch das Grid und die verschiedenen Dateibezeichnungen zu ermöglichen gibt es vier Kataloge Metadata Catalog (MC) Zusätzliche Informationen zu einer bestimmten LFN File Catalog (FC) Operationen im logischen Namensraum Replica Catalog (RC) list, add, remove Operationen; Replikas werden über GUID identifiziert Combined Catalog Alle Operationen, die synchronisierten Zugriff auf wenigstens zwei Kataloge brauchen z.b: Erstellung von virtuellen Ordnern, Erstellung neuer Dateien und das Löschen von Dateien Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 9

10 Katalog Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 10

11 glite Storage Element Das Storage Element (SE) ermöglicht Datenspeicherung und zugriff Ein SE besteht aus Hardware, besonders Speicher (unabhängig von Art und Menge) SRM Dienst Transferdienste mit einem oder mehrere Transferprotokollen glite File I/O Service Security und Logging Hilfsdienste evtl. Storage Space Management Mechanismen um verfügbaren Platz zu verwalten. z.b. quotas, file lifetimer, pinning, space reservation Der Benutzer verwendet nur das glite I/O direkt, alles andere indirekt Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 11

12 glite Storage Element (2) SEs können unterschiedliche Charakteristika aufweisen, da die Systeme sich stark unterscheiden Das SE benutzt die Katalogdienste um GUIDs oder LFNs aufzulösen und die Authorisation dafür zu überprüfen Das SE hat zwei Interfaces: SRM Interface POSIX like I/O zusätzlich File Transfer Service (FTS) FTS kontrolliert eingehende Transfers, sorgt dafür, daß Transfers geordnet abgearbeitet werden Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 12

13 Storage Resource Manager SRM: Interface zu Speicherresourcen Gedacht für die Kommunikation der Komponenten untereinander Standardisiert durch Global Grid Forum SRM bietet Einheitlichen Zugang zu verschiedenartigem Speicher Transferprotokoll Aushandlung Dynamische TURL Zuweisung Speicherplatz und Dateireservierung Zuverlässiger Datentransfer Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 13

14 SRM: Versionen SRM v1.1 Datentransfer Implizite Speicherplatzreservierung SRM v2.1 (geplant) Explizite Speicherplatzreservierung Namensraum Erkundung und Manipulation Bearbeiten der Zugangsberechtigungen Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 14

15 POSIX like I/O POSIX: Portable Operating System Interface for Unix Die I/O Client Library akzeptiert entweder LFN oder GUID LFN/GUID wird I/O Server präsentiert, der klärt mit File Authorization Catalog Service ob der Benutzer die Datei wie gewünscht nutzen darf GUID/LFN wird in SURL umgewandelt, wird benutzt um durch lokalen SRM Zugang zur Datei zu bekommen SRM nur Management Interface > I/O Service aktiviert lokales I/O Protokoll des darunterliegenden Speichers Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 15

16 glite Transfer Programme, die für den Transfer von Dateien zuständig sind: File Transfer Library (FTL) Transfer Agent (TA) File Placement Service (FPS) Data Scheduler (DS) Diese Aufteilung der Aufgaben dient der Einfachheit und Zuverlässigkeit des Vorgangs Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 16

17 glite Transfer (2) File Transfer Library (FTL) einzige Aufgabe ist der Transfer von Dateien zwischen SEs Management Schicht über Wide Area Transfer Protokolle wie gridftp. Es kann den Status des Transfers überwachen und gegebenenfalls abbrechen Transfer Agent (TA) scant die File Placement Service Datenbank nach neuen Einträgen bezüglich seines SE überwacht den Status eines jeden Transfers benutzt das FTL um den Transfer auszuführen Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 17

18 glite Transfer (3) File Placement Service (FPS) ruft den Data Scheduler ab und holt die Transfers ab deren Ziel die ihm zugehörige Site ist und fügt neue Anfragen in die FPS Queue ein erfaßt die Transfers in seiner Datenbank nach erfolgreichem Transfer stellt das FPS sicher, dass der File und Replica Catalog aktualisiert werden entweder ein FPS auf jeder Site im VO oder ein zentraler FPS speichert alle Transfers in Datenbank und nimmt Aufträge an. Nutzer muß FPS Client benutzen um Transfers auszuführen Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 18

19 glite Transfer (4) Data Scheduler (DS) (nicht im ersten Release vorhanden) Top Level Dienst, der Data Transfer Requests überwacht, die entweder direkt vom Benutzer oder durch einen an den Workload Management Service übergebenen Job angefordert werden einzelner Zentralservice in einer VO. Verantwortlich für die Einteilung und Übersicht über Data Transfers und Katalog Operationen zwischen mehreren Sites ist zuständig dafür, daß eine benötigte Datei verfügbar ist, wo der Job läuft. Falls Transfer nicht möglich, muß er aus der Ferne auf den Dateiinhalt zugreifen. Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 19

20 glite Transfer (5) VO DS Catalogs FPS Client FPS Site 1 Site 2 FPS User TA TA TA TA FTL Protokoll SE 1 SE 2 SE 3 SE 4 SE 5 SE 6 Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 20

21 Security Kataloge sind zugeordnet zu VOs, SRM und Data Access Server zu einer Site Kataloge gewähren nur Zugang zu ihren Informationen aber nicht zu den Inhalten der Dateien Es gibt zwei Herangehensweisen: Grid Access Only Daten können nur mit Grid Tools manipuliert werden Local Access Allowed User können mit lokalen Rechten auf Daten zugreifen Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 21

22 Grid Access Only Grid Access Only Benutzer kommen nur mit Grid Diensten an ihre Daten Z.B. alle Daten haben userid des glite I/O Servers > nur I/O Server kann auf Daten zugreifen > I/O Server kommuniziert mit I/O Client > alle Benutzer müssen sich mit I/O Client authentifizieren Vorteil: SE muß sich nicht mit Proxy Zertifikaten befassen > einfacher, schneller Nachteil: Site Administratoren müssen externen Diensten (I/O Server) vertrauen > mögliche Lösung: ein I/O Server pro Site unter Kontrolle des Site Administrators Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 22

23 Local Access Allowed Local Acces Allowed Benutzer dürfen parallel zum Grid Access auch lokal auf ihre Daten zugreifen > Site muß Grid IDs lokalen IDs zuordnen > Grid Services die auf Daten zugreifen brauchen Proxy Zertifikate Vorteil: alles unter lokaler Kontrolle Nachteile: Komplexer (z.b. Proxy Erneuerung) Möglichkeit von Katalogkonflikten (vergessenes Update etc.) Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 23

24 dcache dcache: Ein verteiltes Speichersystem mit SRM Interface Ein einziges Dateisystem über alle Nodes (pnfs) Daten können über sehr viele Nodes verteilt werden Unterstützt mehrere interne und externe Kopien einer Datei Automatisches Load Balancing Daten werden nur gelöscht wenn Speicherplatz benötigt wird Verteilte Access Points (Doors) Benutzt standard SSH Protokoll als Administrationsinterface. Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 24

25 dcache Kern Komponenten Pool Manager Sucht für jede Anfrage besten Pool (anhand Kosten, Präferenz) Cleaner Leitet Löschbefehle an die betreffenden Pools weiter PNFS Manager Verwaltet Dateisystem Door (Launcher) Startet für jede Anfrage eine passende Door Pool Verwaltet Speicherplatz und startet Kopierprozesse Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 25

26 dcache: Datenfluß Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 26

27 dcache: Datenfluß (2) Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 27

28 Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 28

29 Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 29

30 Interaktion mit anderen Diensten glite DataManagement Service hängt wechselseitig von anderen Grid Werkzeugen ab VOMS Nötig zur Authorisationskontrolle MyProxy Um Zertifikate wieder aufzufrischen Service Discovery benötigt um festzustellen welche Dienste für einen bestimmten User benötigt werden, da verschiedene VOs verschiedene Dienste haben können Information Services überwacht Status des Dienstes und stellt zusätzliche Metadaten Workload Management Service ruft Storage Index Interface oder glite Catalogs auf um ein SE mit einem bestimmten File oder Dataset (oder Replika davon) zu finden Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 30

31 CLI & API (Beispiele) CLI Befehle glite get <lfn guid> <localfilename> glite put <localfilename> <lfn guid> glite rm <lfn guid> glite catalog ls API glite_open() glite_read() Glite_close() [ ] glite_posix_lseek() glite_posix_write() glite_posix_fstat() Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 31

32 Literatur https://edms.cern.ch/file/570771/1.1/egee TECH v1.1.pdf workshop Sep 2005/dcache workshop Sep 2005 timur srm.pdf workshop Sep 2005/dcache workshop Sep 2005 patrick.pdf https://edms.cern.ch/document/ Julia Coester, Thomas Warntjen Folie 32

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