Arsitektur Layer (sumber : http://arxiv.org/ftp/cs/papers/0103/0103025.pdf)

Penjelasan :

Dalam menentukan lapisan arsitektur grid, terdapat prinsip yang diikuti yakni prinsip hourglass model. Yang mana neck dari hourglass mendefinisikan satu set dasar abstraksi inti dan protocol, ke mana pemetaan tingkat tinggi akan dilakukan dan yang mana dapat dipetakan dengan teknologi dasar yang berbeda. Menurut definisinya, jumlah protocol pasti pada bagian atas layer (neck hourglass) harus berjumlah sedikit. Dalam arsitektur bagian atas layer terdiri dari resource dan connectivity yang memfasititasi berbagai sumber daya individu. Protokol pada lapisan ini dirancang sedemikian rupa sehingga dapat diimplementasikan di atas berbagai jenis resource dan didefinisikan pada fabric layer serta dapat digunakan untuk membangun layanan global dan perilaku spesifik aplikasi pada collective layer. Protokol ini didefinisikan dalam globus toolkit yang digunakan dalam Grid seperti NSF National Technology Grid, NASAs Information Power Grid, DOEs DISCOM dan European Data Grid.a. Fabric Layer : Kontrol interface local.

Fabric layer menyediakan resource yang berbagi akses ditengahi oleh protocol grid, misalnya : sumber daya komputasi, sistem penyimpanan, catalog, sumber daya jaringan dan sensor. Sumber daya mungkin merupakan entitas logic seperti sistem file terdistribusi, cluster computer, atau distributed computer pool, dalam hal ini implementasi resource mungkin melibatkan protocol internal (misalnya akses penyimpanan protokol NFS atau protocol manajemen cluster resource proses sistem manajemen)Komponen layer fabric mengimplementasikan sumber daya lokal tertentu sebagai hasil dari sharing operasi pada level tinggi. Terdapat ketergantungan antara implementasi fungsi fabric layer pada satu sisi dengan pendukung sharing operasi. Fungsi fabric layer memungkinkan operasi menjadi lebih canggih, pada saat yang sama, jika beberapa demans ditempatkan, maka element layer fabric akan melakukan penyederhanaan infrastruktur grid. Sumber daya pada fabric layer harus mengimplementasikan mekanisme enquiry untuk memungkinkan penemuan struktur mereka, serta Berikut merupakan daftar bagian fabric layer yang memberikan karakteristik dari kemampuan resource adalah a. Computational resource. Mekanisme yang dibutuhkan untuk pengawasan dan pengendalian proses yang dihasilkan dari program awal. Fungsi enquiry diperlukan untuk menentukan karakteristik hardware dan software yang relevan menangani dan mengelola kasus scheduler resource.b. Storage resource. Mekanisme yang diperlukan untuk menempatkan dan mendapatkan file. Mekanisme ini memungkinkan control atas sumber daya dialokasikan untuk transfer data. Fungsi enquiry diperlukan untuk menentukan karakteristik hardware dan software yang relevan menangani penggunaan bandwidth.

c. Network resource. Mekanisme manajemen jaringan yang menyediakan alokasi transfer jaringan sumber daya. Fungsi enquiry digunakan untuk menentukan karakteristik jaringan dan bebannya.d. Code repositories. Karakteristik ini memerlukan mekanisme untuk mengelola sumber dank ode objek misalnya sistem control seperti CVS.e. Catalogs. Karakteristik ini memerlukan mekanisme untuk menerapkan permintaan dan pembaruang operasi, misalnya database relasional.b. Connectivity : Berkomunikasi dengan mudah dan aman

Connectivity layer mendefinisikan protokol komunikasi dan otentikasi yang diperlukan untuk transaksi jaringan tertentu. Protokol komunikasi memungkinkan pertukaran data antar sumber daya pada fabric layer. Protokol otentikasi membangun layanan komunikasi yang menyediakan mekanisme kriptografi yang aman untuk memverifikasi identitas pengguna dan sumber daya. Kebutuhan komunikasi termasuk transportasi, routing dan penamaan. Solusi keamanan jaringan juga harus memberikan dukungan yang fleksibel untuk perlindungan komunikasi control atas tingkat proteksi, perlindungan data unit, dan memungkinkan control mengambil keputusan otorisasi termasuk kemampuan membatasi hak delegasi dengan berbagai cara.c. Resource (Sumber Daya) : Berbagi satu sumberResource Layer dibangun pada protocol komunikasi dan autentikasi connectivity layer untuk mendefinisikan protocol untuk pemantauan, pengendalian sharing operasi pada sumber daya pribadi. Implementasi dari resource layer menyebut fungsi dari fabric layer untuk mengakses dan mengontrol sumber daya local. Terdapat dua kelas utama pada lapisan protocol sumber daya yakni :

1. Information protocols digunakan untuk mendapatkan informasi tentang struktur dan keadaan sumber daya, misalnya konfigurasi, arus beban dan kebijakan penggunaan.

2. Management Protocols digunakan untuk menegosiasikan akses ke sumber daya bersama, dan menetapkannya. Protokol ini juga dapat mendukung pemantauan status operasi dan pengendalian operasi.

Protokol resource layer membentuk neck pada hourglass model dank arena itu dibutuhkan satu set standar kecil. Protokol ini dipilih sehingga dapat berbagi sumber daya di sistem pengelolaan yang berbeda.d. Collective : Koordinasi beberapa sumber

Ketika Resource layer difokuskan pada interaksi dengan sumber daya tunggal, lapisan collective layer menangkap informasi di koleksi sumber informasi. Karena komponen kolektif membangun konektivitas resource yang sedikit pada lapisan protocol neck hourglass. Fungsi kolektif dapat diimplementasikan sebagai layanan yang persistant dengan protocol terkait atau sebagai SDK yang dihubungkan ke aplikasi.

Gambar diatas menunjukkan alokasi API dan SDK yang menggunakan manajemen protocol layer resource untuk memanipulasi sumber daya dasar. Pada gambar diatas didefinisikan protocol layanan co-reservasi dan menerapkan layanan co-reservasi, dengan memanggul co-allocation API untuk melaksanakan operasu co-allocation dan mungkin menyediakan fungsi tambahan. Sebuah aplikasi menggunakan protoko layanan co-allocation untuk meminta pemesanan jaringan end-to-end.

Komponen kolektif dapat disesuaikan dengan kebutuhan komunitas pengguna tertentu, misalnya SDK mengimplementasikan koherensi-protokol aplikasi spesifik atau pemesanan layanan untuk satu set sumber daya jaringan. Salah satu tujuan umum komponen kolektif adalah mengelola layanan replikasi sebuah sistem penyimpanan internasional atau merancang layanan direktori untuk memungkinkan penemuan Vos. Secara umum semakin besar target pengguna, maka protocol komponen kolektif menjadi berbasis standar.e. Aplikasi

Lapisan terakhir dalam arsitektur grid computing meliputi aplikasi pengguna yang beroperasi dalam lingkungan VO. Gambar di bawah mengilustrasikan arsitektur aplikasi grid yang dibuat oleh programmer.

Aplikasi yang dibangun, pasti memiliki layanan disetiap layernya. Di setiap layer, telah tersedia akses protocol ke beberapa layanan yang berguna, seperti manajemen resource, akses data, penemuan resource dan sebagainya. Pada setiap lapisan, API juga didefinisikan dengan pertukaran pesan lewat protokol layanan yang sesuai. Terdapat tambahan layer yakni language and framework seperti yang terlihat pada gambar 4. Sementara pembahasan telah difokuskan pada protocol sebagai sarana untuk interoperabilitas dan API sebagai cara untuk mempromosikan berbagai kode dan portabilitas. Pengembangan aplikasi yang efektif dapat memberikan manfaat pada penggunaan bahasa higher-level dan frameworknya. Common Component Architecture, SciRun, CORBA, Legion, Cactus, merupakan sistem higher-level yang dapat membangun protocol, jasa, dan menyediakan arsitektur API dalam grid.Penerapan Arsitektur Grid.

Terdapat 2 contoh yang menggambarkan fungsi arsitektur grid, tabel 1 menunjukkan layanan yang digunakan untuk melaksanakan simulasi multidisciplinary dan aplikasi ray tracing. Elemen dasar fabric akan selalu sama dalam setiap kasus: sistem penyimpanan computer dan jaringan. Selanjutnya setiap sumber daya akan berbicara mengenai standar konektivitas protokol untuk komunikasi, keamanan dan permintaan sumber daya protocol, alokasi dan manajemen. Di setiap aplikasi digunakan campuran generik dan layanan kolektif aplikasi tertentu.

Simulasi multidisciplinaryRay tracing

Collective (aplikasi khusus)Solver coupler, arsip data distribusiCheck point, manajemen job, failover, dan staging

Collective (generic)Penemuan resource, resource brokering, pemantauan sistem, otorisasi komunitas, pencabutan sertifikat

ResourceAkses perhitungan, akses data, akses ke sistem struktur informasi, keadaan dan kinerja

ConnectivityKomunikasi (IP), penemuan layanan (DNS), otentikasi, otorisasi dan delegasi.

FabricSistem penyimpanan, computer, jaringan, kode repository dan catalog.

Jika dibahas lebih detail, aplikasi ray tracing didasarkan pada sistem komputasi high-throughput. Dalam mengelola sebagian besar tugas independen lingkungan VO, harus dilacak perangkat yang aktif dan tugas yang tertunda, mencari sumber daya yang sesuai untuk setiap tugas, tahap executable ke sumber daya, mendeteksi dan menanggapi berbagai jenis kegagalan. Implementasi dalam konteks arsitektur grid menggunakan layanan domain kolektif tertentu dan layanan kolektif generic untuk replikasi data serta standar sumber daya untuk konektivitas protokol.