Einführung in Grid- und Cloud-Computing

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1 Vortragsreihe Professioneller IT-Betrieb in mittleren und großen Umgebungen Leibniz-Rechenzentrum, 20. Januar 2011 Einführung in Grid- und Cloud-Computing Dieter Kranzlmüller Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) & Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) HLRB-II: SGI Altix Cores 62,3 TFlop/s Peak 39 TByte Memory 103 metric tons ~1100 kva Foto Helmut Payer, produced by D. Kranzlmüller gsicom 2 1

2 Einer für alle, alle für Einen 3 Eine Anwendung, (fast) alle PCs 4 2

3 Playstation 3 Cluster eingesetzt an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne für plasma-physikalische Forschung 5 Ein Rechner für alle Jobs, alle Rechner für einen Job 6 3

4 Archeology Astronomy Astrophysics Civil Protection Comp. Chemistry Earth Sciences Finance Fusion Geophysics High Energy Physics Life Sciences Multimedia Material Sciences > 260 Sites > 55 Countries > 150,000 CPUs > 28 PetaBytes Disk > 14,000 Users > 200 VOs > 330,000 Jobs/Day 7 Status February 2010: Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN Partikelbeschleuniger 27 km Tunnel Das größte Gerät, das je gebaut wurde, um Materie/Urknall zu untersuchen 4 Experimente: ALICE, ATLAS, CMS, LHCb Mont Blanc (4810 m) Downtown Geneva 8 4

5 Das WISOM Projekt Vernachlässigte Krankheiten Neglected Diseases In silico docking Grid: schnelle und kostengünstige Möglichkeit WISDOM (World-wide In Silico Docking On Malaria) Andockversuche: 46 Millionen Liganden in 6 Wochen Zielprotein: Malaria Parasit 1TB an Daten 1000 Computer in 15 Ländern = ca. 80 CPU Jahre 9 Mein Toastbrot 10 5

6 Toasting Service 11 Toasting Service 12 6

7 Toasting Service 13 Heating Service 14 7

8 Woher weiß der Toaster wo der Strom herkommt? 15 Stromversorgung 16 8

9 g-eclipse 17 Example: Biomedical Simulation Bild: University Amsterdam (UvA) 9

10 Blood Flow Simulation Parallel simulation on the grid Online visualization at desktop Invisible Grid 19 Flooding Crisis Management 20 10

11 Grids in Europe Tag der Informatiklehrer, 2. Juli

12 Europäische Grid Initiative EGI-InSPIRE: Integrated Sustainable Pan-European Infrastructure for Researchers in Europe Dauer: 4 Jahre (seit 1. Mai 2010) Budget: 70 MEUR, incl. 25 MEUR EU Kosten inkl. NGI Ressourcen: ca. 330 MEUR Partner: EGI.eu, 37 NGIs, 2 EIROs EGI.eu: EGI Organisation Sitz: Amsterdam, Niederlande Geleitet vom EGI.eu Executive Board nach einer Wahl durch das EGI Council (=NGI Vertreter) Tag der Informatiklehrer, 2. Juli EGI Infrastructure International Scientific and Research Collaboration EGI.eu European-level Grid Services Middleware X Middleware B Middleware B Middleware A ARC UNICORE glite National Grid Initiative 1 National Grid Initiative 2 National Grid Initiative N Tag der Informatiklehrer, 2. Juli

13 EGI Operations Tasks Operation of tools and services Grid configuration repositories Grid accounting repositories Grid repositories for SLA compliance and performance monitoring Grid operations portal NGI Grid oversight Security Security policy development and maintenance Coordination of security and incident response Expert team for security vulnerabilities Tag der Informatiklehrer, 2. Juli 2010 User support Central ticket handling system Gathering requirements for user support tools Other international tasks MW deployment/roll-out and support Resource allocation & brokering support Interoperations between NGI s and with other grids Network support Definition of best practises, procedures, requirements Catch-all production grid core services EGI Blueprint Proposal (V3.0) 25 EGI Operations = EGI.eu critical services + NGI international tasks EGI.eu EGI.eu Tag der Informatiklehrer, 2. Juli

14 D-Grid Project D-MON ComputingService (DB) VO-specific View (OGSA-DAI) Tag der Informatiklehrer, 2. Juli Ressourcen im Grid 28 14

15 Cloud Computing Cloud Computing is on-demand access to virtualized IT resources that are sourced inside or outside of a data center, scalable, shared by others, simple to use, paid for via subscription or as you go, and accessible over the Web. [Dr. Behrend Freese (Zimory GmbH)] Cloud Services = Consumer and Business products, services and solutions that are delivered and consumed in realtime over the Internet [IDC Analyze the Future] A Cloud is a pool of abstracted, highly scalable and managed IT infrastructure that provides customers applications and will be charged by actual use. [Forrester Research] 29 Cloud Computing The interesting thing about Cloud Computing is that we ve redefined Cloud Computing to include everything that we already do. I don t understand what we would do differently in the light of Cloud Computing other than change the wording of some of our ads. [Larry Ellison in Wall Street Journal, ] 30 15

16 Warum Cloud Computing? Gesamtanzahl seit 2006: ca. 15,5 Millionen Animotos Facebook- Effekt 31 Quelle: Animotos Facebook-Effekt 32 Quelle: 16

17 Grids vs. Clouds Grids Sciences, research, collaboration Collaborative use of heterogeneous resources Local autonomy No centralized management Publicly funded and operated No business model Complex interfaces Open standards (OGF, ) Interoperability Clouds Business and web-based applications Homogeneous and virtualized resources One owner Centralized management Business intentions Pay-per-use business model Simple interfaces No standards as of today No interoperability (vendor lock-in) 33 Benchmarking Amazon Source: Edward Walker, Benchmarking Amazon EC2 for High-Performance Scientific Computing, In: ;login: - The USENIX Magazine, October

18 Benchmarking Amazon Source: Edward Walker, Benchmarking Amazon EC2 for High-Performance Scientific Computing, In: ;login: - The USENIX Magazine, October 2008 Virtualisierung des Hauptspeichers Throughput in GB/s Testing conditions Benchmark : RAMspeed Test : Reading Modus : sequentiel # VMs : 1 RAM : 1 GB vcpus : 1 18

19 Preisvergleich: Cloud vs. Hosting 1 CPU-Unit, 1,7 GB Memory, 100 GB Disk Network Traffic: IN 50 GB, OUT 100 GB Quelle: Zimory GmbH FlexiScale Zimory GoGrid Amazon 37 Preisvergleich: Cloud vs. Hosting 1 CPU-Unit, 1,7 GB Memory, 200 GB Disk Network Traffic: IN 100 GB, OUT 300 GB Quelle: Zimory GmbH GoGrid Lycos FlexiScale SynServer Zimory Amazon Hours 38 19

20 Ressourcen im Grid 39 Einführung in Grid und Cloud Computing Dieter Kranzlmüller 20

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