[論文レビュー] Clarens Client and Server Applications

Conrad Steenberg, Eric Aslakson+4 more|arXiv (Cornell University)|May 30, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

本論文では、Python、ROOT、Iguana、およびブラウザベースのクライアントを用いて、XML-RPCおよびSOAPを介して、グリッド環境における安全で分散型のコンピューティングを可能にするClarensウェブサービスフレームワークを提示する。本フレームワークは、リモートファイルアクセス、プロキシ資格情報管理、バーチャルオーガナイゼーション（VO）管理、ストレージリソースブローカー統合を提供し、複雑なRPC呼び出しを抽象化することで、シームレスなリモートデータアクセスおよび分析を実現する。

ABSTRACT

Several applications have been implemented with access via the Clarens web service infrastructure, including virtual organization management, JetMET physics data analysis using relational databases, and Storage Resource Broker (SRB) access. This functionality is accessible transparently from Python scripts, the Root analysis framework and from Java applications and browser applets.

研究の動機と目的

• 高エネルギー物理学におけるグリッドコンピューティング環境における、リモート計算リソースおよびストレージリソースへの安全でスケーラブルなアクセスを可能にすること。
• 分散システムにおける資格情報管理の課題に応えるために、プロキシエスコロウメカニズムを導入すること。
• Python、ROOT、およびウェブブラウザ用のハイレベルクライアントインターフェースを通じて、リモートデータアクセスおよび分析を簡素化すること。
• バーチャルオーガナイゼーション（VO）管理およびアクセス制御のためのモジュラーよりも拡張性のあるフレームワークを提供すること。
• 標準的なウェブテクノロジおよびブラウザベースのインターフェースを活用することで、クライント側のソフトウェアのオーバーヘッドを低減すること。

提案手法

• 相互運用性を確保するため、HTTP上でのXML-RPCおよびSOAPを用いたステートレスなウェブサービスフレームワークの実装。
• ファイルアクセス、プロキシ証明書の保存、VO管理、ACL設定のためのリモートプロシージャー呼び出し（RPC）インターフェースの提供。
• ファイル転送のパフォーマンス最適化およびCPU使用量の削減のため、ゼロコピーサイズのsendfile()システムコールの使用。
• ストレージリソースブローカー（SRB）としての統合は行われたが、現在はステートフルプロトコルとの不一致により完全な展開が制限されている。
• RPCシリアル化を抽象化し、ネイティブなアクセスを提供する言語固有のクライアント（Python、ROOT、IGUANA）の開発。
• JavaScriptおよび動的HTMLを用いたブラウザベースのインターフェースの構築により、追加のプラグインなしに標準のウェブブラウザからアクセス可能にした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 軽量で安全なウェブサービスフレームワークは、高エネルギー物理学分野における分散コンピューティングリソースへのアクセスをどのように改善できるか？
• RQ2 ステートフルなストレージシステム（例：SRB）に対して、ステートレスなRPCプロトコル（XML-RPCなど）を用いる場合のパフォーマンスと使いやすさのトレードオフは何か？
• RQ3 エンドユーザーから安全に資格情報管理を抽象化しつつ、強力な認証を維持するにはどうすればよいか？
• RQ4 標準的なウェブブラウザが、科学的コンピューティングワークロードのための包括的クライアントとしてどれほど有効に機能できるか？
• RQ5 ROOTのようなハイレベルな分析フレームワークは、リモートファイルアクセスおよび可視化を透明にサポートするために、どのように拡張できるか？

主な発見

• Clarensフレームワークは、HTTP GETおよびfile.read() RPCメソッドの両方を介してリモートファイルアクセスを実現し、ゼロコピーサイズのシステムコールによりパフォーマンスが最適化されている。
• プロキシエスコロウメカニズムにより、対称暗号化を用いた安全で一時的な資格情報の保存が可能となり、複数のマシンにわたる資格情報の散逸リスクが低減された。
• Pythonクライアントは、リモートプロシージャー呼び出しをネイティブなメソッド呼び出しに抽象化し、結果を標準のPythonリストとして返す。
• ROOTクライアントは、TCWebFileおよびTCSystemDirectoryを介してリモートファイルへの透過的なアクセスをサポートし、ローカルキャッシュを活用したリモートROOTファイルのインタラクティブなブラウジングと分析を可能にした。
• JavaScriptおよび動的HTMLを用いて構築されたブラウザベースのインターフェースは、プラグインなしで完全なクライント側の相互作用を実現し、ネイティブなSSLおよび証明書認証を活用した。
• アーキテクチャ上の課題は存在するが、本フレームワークは、多様なクライアントおよびサービスをグリッドコンピューティング環境に統合する可能性を示しており、VO管理およびアクセス制御の継続的サポートが行われている。