[論文レビュー] Next-Generation EU DataGrid Data Management Services

Diana Bosio, James W. Casey+19 more|arXiv (Cornell University)|May 30, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 9被引用数 15

ひとこと要約

本論文は、ウェブサービスとオープン・グリッド・サービスアーキテクチャ（OGSA）に整合した、EUデータグリッド（EDG）向け次世代グリッドデータ管理サービスの設計および実装を提示する。このシステムであるReptorは、GSI対応セキュリティとWSDLベースのインターフェースを用い、レプリカ位置情報サービス、最適化サービス、サブスクリプションサービスなどのサービスを通じて、モジュラーで安全かつ拡張可能なレプリカ管理を実現し、分散環境における堅牢で相互運用性のあるデータ管理を達成する。

ABSTRACT

We describe the architecture and initial implementation of the next-generation of Grid Data Management Middleware in the EU DataGrid (EDG) project. The new architecture stems out of our experience and the users requirements gathered during the two years of running our initial set of Grid Data Management Services. All of our new services are based on the Web Service technology paradigm, very much in line with the emerging Open Grid Services Architecture (OGSA). We have modularized our components and invested a great amount of effort towards a secure, extensible and robust service, starting from the design but also using a streamlined build and testing framework. Our service components are: Replica Location Service, Replica Metadata Service, Replica Optimization Service, Replica Subscription and high-level replica management. The service security infrastructure is fully GSI-enabled, hence compatible with the existing Globus Toolkit 2-based services; moreover, it allows for fine-grained authorization mechanisms that can be adjusted depending on the service semantics.

研究の動機と目的

• EUデータグリッド向けに、モジュラーで拡張可能かつ安全な新世代のデータ管理サービスを設計・実装すること。
• ウェブサービス技術を活用し、発展するOGSA標準と整合させることで、グリッドユーザーの変化するニーズに対応すること。
• Globus Toolkit 2およびGSIと互換性のある細粒度の承認メカニズムを提供し、信頼性とアクセス制御を確保すること。
• 使用状況統計に基づく最適化およびサブスクリプションサービスを通じて、効率的なデータアクセスおよびレプリケーションを実現すること。
• 特定のオペレーティングシステムおよびデータベース管理システムからシステムを分離することで、相互運用性とポータビリティを確保すること。

提案手法

• システムは、Javaベースのサーバー（Tomcat、Oracle 9iAS）とWSDLを用いたインターフェース定義によるモジュラーなウェブサービスフレームワークとしてアーキテクチャ化されている。
• コアコンポーネントには、レプリカ管理サービス（論理的エントリーポイント）が含まれ、レプリカ位置情報、最適化、セキュリティモジュールなどの専用サービスと連携する。
• セキュリティはGSI対応認証とロールベースの粗粒度の承認により実装され、gridmapファイルおよびVOMS統合をサポートする。
• 永続的ストレージにはリレーショナルデータベース（MySQL、Oracle）が使用され、オープンソースおよび商用のデータベース技術の両方をサポートする。
• クライアントアクセスはSOAPベースのスタブ（Java用AXIS、C++用gSOAP）を介して提供され、多言語間の相互運用性を実現する。
• ウェブベースの管理インターフェースにより、複数のサービスにまたがる複雑な承認設定の管理が簡素化される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模なグリッドコンピューティング環境向けに、モジュラーで拡張可能かつ安全なデータ管理フレームワークをどのように設計できるか？
• RQ2 ウェブサービス技術およびOGSAの原則は、グリッドデータ管理における相互運用性と保守性をどの程度向上できるか？
• RQ3 分散的かつ安全なグリッド環境において、細粒度および粗粒度のアクセス制御を効果的に実装するにはどうすればよいか？
• RQ4 動的なグリッドワークロードにおいて、効率的なレプリカの位置特定、最適化、サブスクリプションを実現するアーキテクチャパターンは何か？
• RQ5 パフォーマンスと信頼性を維持しつつ、異なるオペレーティングシステムおよびデータベースバックエンド間でポータビリティを確保するにはどうすればよいか？

主な発見

• Reptorフレームワークは、EUデータグリッドにおいて、安全でスケーラブルかつ相互運用性のあるレプリカ管理を実現するモジュラーでウェブサービスベースのデータ管理システムを成功裏に実装した。
• WSDLおよびSOAPの使用により、多言語クライアントアクセスが可能となり、既存のグリッドサービスとの相互運用性が促進された。
• GSI対応セキュリティとロールベースの承認により、強力なアクセス制御が実現され、クライアントおよびサーバーサイドの両方の承認チェックが可能となった。
• システムはオープンソース（MySQL、Tomcat）および商用（Oracle、9iAS）技術の両方と互換性を示し、柔軟性とプロダクション環境での実用性を確保した。
• EDGテストベッドへの初期デプロイメントにより、システムが基本的なパフォーマンス要件を満たしており、プロダクション環境での利用が可能であることが確認された。
• OGSAとの整合性と将来的な拡張性を考慮した設計により、進化を続けるグリッドコンピューティング環境においても長期的な関連性を維持できる。