[論文レビュー] The AliEn system, status and perspectives

P. Bunc̆ić, Pablo Sáiz+1 more|ArXiv.org|Jun 13, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 2被引用数 28

ひとこと要約

本論文では、オープンソースコンポONENTとWebサービス規格に基づいて構築された生産用グリッドコンピューティングシステム、AliEnを提示する。このシステムは、4大陸にまたがる30か所以上のサイトで、分散型モンテカルロデータシミュレーション、再構築、解析を可能にしている。高エネルギー物理学ワークロードに特化したスケーラブルで相互運用可能なインfra構造を実証し、拡張性と新規グリッド規格への整合性に重点を置いている。

ABSTRACT

AliEn is a production environment that implements several components of the Grid paradigm needed to simulate, reconstruct and analyse HEP data in a distributed way. The system is built around Open Source components, uses the Web Services model and standard network protocols to implement the computing platform that is currently being used to produce and analyse Monte Carlo data at over 30 sites on four continents. The aim of this paper is to present the current AliEn architecture and outline its future developments in the light of emerging standards.

研究の動機と目的

• 高エネルギー物理学（HEP）データ処理に特化した生産運用に耐えるグリッドインfraの設計および展開を目的とする。
• 異種の、地理的に分散されたコンピューティングサイト間で、モンテカルロシミュレーション、再構築、解析ワークロードをシームレスに分散できる仕組みを提供することを目的とする。
• オープンソースソフトウェアと標準のWebサービスプロトコルを活用することで、相互運用性と拡張性を確保することを目的とする。
• システムを進化するグリッド規格と整合させ、長期的な保守性とスケーラビリティを確保することを目的とする。
• 30か所以上の運用サイトをサポートする信頼性が高く、生産用途に耐える大規模HEPコンピューティングプラットフォームを提供することを目的とする。

提案手法

• 透明性、拡張性、コミュニティ支援を確保するため、オープンソースコンポONENTを基盤にAliEnをアーキテクチャ設計する。
• 標準化された通信およびサービスディスcoveryを実現するため、Webサービスベースのミドルウェアスタックを実装する。
• 多様なコンピューティング環境間での互換性と相互運用性を確保するため、標準ネットワークプロトコルを採用する。
• 複数のサイトにまたがるジョブ送信、データ転送、モニタリングを管理するための分散型ワークフロー・エンジンを設計する。
• 大規模展開における信頼性を確保するため、ジョブスケジューリングおよびデータレプリケーションにフォールトトレランス機構を統合する。
• 標準化されたグリッドサービスインタフェースを用いて、4大陸にまたがる30か所以上のサイトで動的リソースディスカバリおよびロードバランスを実現する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オープンソースコンポONENTと標準Webサービスプロトコルを用いて、スケーラブルで生産運用に耐えるグリッドインfraをどのように構築できるか？
• RQ2 異種の、世界的に分散されたサイト間で、信頼性があり分散処理可能なHEPモンテカルロデータ処理を実現するためのアーキテクチャパターンは何か？
• RQ3 進化するグリッド規格と整合させつつ、大規模グリッドシステムにおける相互運用性と拡張性をどのように達成できるか？
• RQ4 マルチサイトのHEPコンピューティング環境において、フォールトトレランスと効率的なワークロード配分を保証するメカニズムは何か？
• RQ5 将来の規格進化に対応できる柔軟性を維持しつつ、現実のHEPワークロードをサポートできるようにシステムをどのように設計できるか？

主な発見

• AliEnは、4大陸にまたがる30か所以上のコンピューティングサイトで、モンテカルロデータの生産レベルのシミュレーション、再構築、解析を成功裏にサポートしている。
• システムは完全に運用可能であり、生産環境に導入されており、HEPワークロードにおける信頼性とスケーラビリティを実証している。
• オープンソースコンポONENTと標準Webサービスプロトコルに依存することで、高い相互運用性を達成し、ベンダーロックインを回避している。
• アーキテクチャは、進化するグリッド規格に合わせて進化可能に設計されており、長期的な保守性と拡張性を確保している。
• 標準化されたサービスインタフェースを用いることで、地理的に分散したリソース間での効率的なジョブ配分とデータ管理が可能になっている。
• Webサービスおよび標準ネットワークプロトコルの使用により、既存のHEPコンピューティングインfraやツールとのシームレスな統合が実現している。