Anwendungen. Miroslawa Utzka Oktober Grid Computing

Transkript

1 Anwendungen Miroslawa Utzka Oktober 2004 Grid Computing

2 Übersicht Einleitung Einsatzgebiete und Beispielprojekte Grid Anwendungen BOINC Projekte rund um BOINC Ausblick

3 Wenn Kosten eine Rolle spielen Public Resource Computing GRID Computing Computer Cluster Rechenleistung, Speicherkapazität Supercomputer Kosten

4 Mögliche Einsatzgebiete für das Grid Computing Wissenschaft und Forschung Geschäftsanwendungen - Kommerzielles Grid Computing Beispiele: Mathematische Berechnungen Faktorisierung von Zahlen Berechnung von Nullstellen komplexer Funktionen Risikobewertung im Bankwesen Chip-Design in der Industrie Crash-Simulationen Ölfeldsuche Wettervorhersage, Klimaforschung Wissenschaftliche Simulationen Diagnosen in der Medizin Biotechnik

5 Beispielprojekte Geschäftsanwendungen Banken und Versicherungen Managen von Aktienportfolios Nutzung für komplexe Risikoanalyse Online Video Spiele Markt Zusammenarbeit von Butterfly.net und IBM - Intelligente Verteilung von Rechenleistung innerhalb einer vernetzten Server-Farm zur Realisierung einer besonders hohen Anzahl von Spielern

6 Grid Anwendungen Distributed Supercomputing High Throughput Computing On-Demand Demand-Computing Data Intensive Computing Collaborative Computing

7 Distributed Supercomputing Verbund von verschiedener Supercomputer die über Hochgeschwindigkeitsverbindungen gekoppelt sind. Frage im Vordergrund: wie viele Rechenoperationen pro Sekunde erreicht werden können Beispiel: Im Bereich der Echtzeitanwendungen Distributed Interactive Simulations (DIS) z.b. Simulierte Welten

8 High Throughput Computing Koordination und Nutzung von ungenutzten Ressourcen in schwach gekoppelten Systemen Von besonderem Interesse ist hier der Durchsatz der möglichen Berechnungen Berechnungen, die selbst für Supercomputer unmöglich in einer angemessenen Zeit zu lösen sind Frage im Vordergrund: Wie viele FLOPS pro Monat oder Jahr erreicht werden Beispiel: Cancer Research Project Bedingung: Es muss möglich sein das Problem/ die Daten in kleine Häppchen zu unterteilen Vielzahl überschaubarer Aufgaben

9 On-Demand-Computing Rechenleistung auf Bedarf Vergleichbar mit dem elektrischen Stromnetz Im Kern handelt es sich um eine Dienstleistung Unternehmen können kurzfristig Rechenleistung bzw. Speicherkapazität anmieten kurzfristig, kurzzeitig deswegen günstig! Beispiel: Ressourcen können Berechnungen, Software oder Daten sein Bsp. Meteorologie Anbieter unter anderem sind: HP IBM

10 Data Intensive Computing Konzentriert sich auf die Synthetisierung von neuen Informationen aus großen verteilten Datenbeständen Die Nadel im Heuhaufen finden Daten sollen zu einem bestimmten Zeitpunkt lokal vorhanden sein Hohe Bandbreitenanforderungen Mögliche Einsatzgebiete: Hochenergie Physik (distributed system for high energy physics) Wettervorhersage in modernen meteorologischen Systemen

11 Collaborative Computing Ermöglicht die bessere Koordination von Mensch zu Mensch Interaktionen Der Fokus liegt auf Echtzeit- Interaktion Beispiel: Argonne National Laboratory VRGeo Projekt

12 Beispiele für Grids Globus Toolkit Classic IBM ZetaGRID CERN-Data Grid (LHC) BOINC Projekte

13 Die Zukunft gehört BOINC BOINC Berkeley Open Infrastructure for Network Computing Ziele: Kostengünstige PRC Projekte Abkopplung der Projekte von der Software Einfache und bequeme Multi Projekt Teilnahme Überprüfbare und glaubwürdige Ergebnisse Einfache Anpassung an neue oder sich ändernde Anforderungen Viele und verschiedene Wissenschaftliche Projekte

14 Struktur eines BOINC Projektes S E R V E R Server Komplex Web Interface's Projekt Backend Utility Programme BOINC Datenbank Scheduling Server Datenserver C L I E N T Wissenschaftliche Anwendung BOINC Client Schnittstelle (API) Basis Client

15 BOINC Software

16 Die Projekte rund um BOINC (1) (BOINC) - Nothern Ist am 22. Juni 2004 offiziell gestartet Nothern Hemisphere Search Predictor@home (protein structure prediction) Seit Juni 2004 im Alphatest ClimatePrediction.net (predictions of climate change and global warming) Am 12. September 2003 begann offiziell der Echtbetrieb AstroPulse (Astronomical Pulse Detection) AstroPulse Herbst 2004 soll der Testbetrieb wieder aufgenommen werden

17 Proteinstrukturvorhersage

18 ClimatePrediction.net

19 Die Projekte rund um BOINC (2) (Erforschung von Gravitationswellen ) Frühjahr 2005 (Beitrag zum Weltjahr der Physik 2005 ) Einstein@home SETI@home II Southern Southern Hemisphere Search Voraussichtlich Mitte 2005 Folding@home (protein folding) Folding@home Demnächst als BOINC Projekt verfügbar LHC@home (Large (Large Hadron Collider) Partikelbeschleuniger Am 1. September 2004 Betatest gestartet (nur 1000 Teilnehmer) Echtbetrieb gestartet

20 Protein Faltung bestimmte

21

22 Überblick S.E.T.I Search for ExtraTerrestrial Intelligence Radioteleskop liefert gewaltige Datenmengen, die mit herkömmlichen Großrechnern nicht zu verarbeiten sind Teilnehmer installiert SETI-Client (BOINC) dieser bekommt Daten, wertet sie aus und sendet Ergebnis zurück Client arbeitet nur wenn sich Rechner im Leerlauf befindet (z.b. Bildschirmschoner)

23 Arecibo Radio Observatory Das größte und empfindlichste Radioteleskop der Welt Fertig gestellt: 1963 Ort: Arecibo, Puerto Rico, USA Durchmesser: 305 m Tiefe: 51,4 m Fläche des Reflektors: m² Gewicht der Antennenplattform: 600 t Sendeleistung: Watt

24 Ablauf 1. Daten Sammeln 4. Störungen die durch Radiofrequenz-Interfrenzen entstehen entfernen 2. Signale (Kandidaten) finden 5. Endgültige Signale (Kandidaten) finden Persistente Signale 3. Daten Integrität prüfen

25 Scannvorgang an einem Tag

26 Aktueller Stand des Scannens

27 Wie oft wurde bereits die Zone gescannt

28 Bildschirmschoner

29 Statistik Gesamt Letzte 24 Std. Benutzer Empfangene Resultate CPU Zeit insgesamt Jahre Jahre FPO 5,5e+21 1,2e+19 CPU Zeit/ Workunit 11 Std. 41 min 6 Std. 46 min Stand: 2 Sep :48:06

30 Wer sucht mit? Keine signifikante Signale 1 20 signifikante Signale signifikante Signale signifikante Signale über 100 signifikante Signale

31 Die nächste Generation des Internet Einheitlicher, schneller Zugriff auf IT Ressourcen für virtuelle Unternehmen Zusammenarbeit: Das Grid Transaktionen über das Netz e-business World Wide Web Einheitliche Identifikation, einheitlicher Zugriff auf Dokumente Networking: TCP/IP Information: World Wide Web Kommunikation: ,, ftp

32 Ausblick Grid Commputing bekommt massive Unterstützung von: Forschung (CERN,NASA, US National Labs usw.) IT Industrie (IBM, Microsoft, Sun usw.) Regierung (EU, BMBF) Technisch- wissenschaftliche Anwendungen werden gridfähig gridfähig gemacht Grid Technologie wird mittelfristig in allen Betriebssystemen integriert (oder optional verfügbar) sein. Implementierungen sind vorhanden wie z.b.: Globus Toolkit Data Grid Project BOINC Software WWG World Wide Grid

33 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit