[論文レビュー] Sharing a conceptual model of grid resources and services

C. Vistoli, M. Sgaravatto+1 more|ArXiv.org|Jun 18, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 7被引用数 24

ひとこと要約

本論文は、高エネルギー物理学および核物理学（HENP）グリッド環境における異種グリッドミドルウェア間の相互運用性を実現するための、グリッドリソースおよびサービスのためのGLUE（Grid Laboratory Uniform Environment）概念的モデルを提示する。このモデルは、実装に依存しない標準化された情報モデルを定義し、グリッドミドルウェアの間で相互運用性を可能にする。クラスターやストレージシステムといったシステムと、バッチコンピューティングやストレージマネージャーといったサービスとの明確な分離を導入し、LDAP、リレーショナル、XMLのデータモデルへのスキーママッピングを形式化することで、HENPグリッドにおけるリソース発見および監視の基盤を構築する。

ABSTRACT

Grid technologies aim at enabling a coordinated resource-sharing and problem-solving capabilities over local and wide area networks and span locations, organizations, machine architectures and software boundaries. The heterogeneity of involved resources and the need for interoperability among different grid middlewares require the sharing of a common information model. Abstractions of different flavors of resources and services and conceptual schemas of domain specific entities require a collaboration effort in order to enable a coherent information services cooperation. With this paper, we present the result of our experience in grid resources and services modelling carried out within the Grid Laboratory Uniform Environment (GLUE) effort, a joint US and EU High Energy Physics projects collaboration towards grid interoperability. The first implementation-neutral agreement on services such as batch computing and storage manager, resources such as the hierarchy cluster, sub-cluster, host and the storage library are presented. Design guidelines and operational results are depicted together with open issues and future evolutions.

研究の動機と目的

• 高エネルギーおよび核物理学（HENP）分野における多様なグリッドミドルウェアソリューション間の相互運用性の課題に対処するため、共通の情報モデルを確立すること。
• リソース発見およびマッチメイキングを効率的に行うために、クラスターやストレージシステムといったシステムと、バッチキュー、ストレージマネージャーといったサービスとの明確な概念的区別を定義すること。
• LDAP、リレーショナル、XMLなどの複数のデータモデルにマッピング可能な実装に依存しないスキーマを構築し、グリッドミドルウェアスタック全体に広く展開可能にする。
• 実際の展開経験に基づいて、サブクラスターやストレージライブラリといったエンティティの抽象化を精緻化することで、監視および管理能力を向上させること。
• CIM や GGF の CGS-WG といったより広範な標準と整合性を持たせつつ、グリッド情報サービスの進化を支援し、発見および監視に焦点を当てる。

提案手法

• クラスターシステム（同質のノードをグループ化するためのサブクラスタを含む）およびストレージシステム（単一サーバーから階層的システムまで）を、機能的全体体として定義する。
• バッチコンピューティング（コンピューティングエレメントを介して）やストレージ管理（ストレージマネージャーサービスを介して）といった、システムが提供するアクションとしてのサービスをモデル化し、ポリシー、状態、アクセス権限といった属性を含める。
• システムメタデータとサービスメタデータの分離を導入することで、OS やソフトウェアの利用可能性といったシステムレベルの属性に基づき、マッチメイキング中に正確なサービス選択が可能になるようにする。
• 統合モデリング言語（UML）を用いた実装に依存しないスキーマを、UML クラス図を用いて概念的モデルを記述する。
• 抽象スキーマを3つの具体的なデータモデルにマッピングする：LDAP（本番環境での展開用）、リレーショナル（R-GMA）、XML（Globus Toolkit 3.0）、広範な互換性を確保する。
• Globus MDS や EDG の既存スキーマを基盤とし、EU DataTAG や LCG テストベッドからの要件を拡張することで、表現力および運用上の有用性を向上させる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異種のグリッドミドルウェア環境における相互運用性を実現するための、共通で実装に依存しない情報モデルをどのように設計できるか？
• RQ2 グリッドコンピューティングにおける効率的なリソース発見およびサービス選択を支援するための、システムとサービスとの間の概念的区別として必要なものは何か？
• RQ3 大規模グリッド展開におけるスケーラビリティおよび監視性を向上させるために、サブクラスターやストレージライブラリといったシステム抽象化をどのように精緻化できるか？
• RQ4 既存のグリッド情報モデル（例：Globus MDS、EDGスキーマ）に内在する、効果的なサービス発見および監視を妨げる主な制限要因は何か？
• RQ5 一般の祖先サービスや強化された監視機能といった将来の要件をサポートするため、GLUEスキーマをどのように拡張できるか？

主な発見

• GLUEスキーマは、グリッドリソースおよびサービスのための共通で実装に依存しない抽象化を成功裏に確立し、異なるミドルウェアスタック間での一貫した情報交換を可能にした。
• システムメタデータとサービスメタデータの分離は、効果的なサービス選択に不可欠であることが判明した。これは、発見システムがサービスの能力とその下位のシステム特性の両方について推論可能にした。
• LDAP、リレーショナル、XMLの3つのデータモデルへのスキーママッピングが成功裏に実施され、LDAP実装はDataTAGテストベッドに導入され、EDG、LCG、VDTミドルウェアリリースでも採用された。
• EDG、EDT、LCGテストベッドでの展開フィードバックから、元のモデルに欠落している点、特にストレージ領域の所有者情報や一意の識別子の欠如が明らかになり、改善提案がなされた。
• GLUEモデルは、より広範なグリッド標準への基盤的ステップとして認識され、GGFのCIMグリッドスキーマ作業部会における今後の作業に影響を与えた。
• 本モデルは、実世界のグリッド環境で実用的であることが実証され、相互運用性およびシステム認識の向上が測定可能であり、リソース発見および監視の両方を支援した。