TR-GRID Servisleri ve Grid Güvenliği (Küme Bilgisayar ve Grid Mimarileri) Aslı Zengin Ankara, Nisan 2008 Bu sunum Bob Jones’un ve Christos Filippidis’in sunumlarından alıntılar içermektedir.

İÇERİK Küme Bilgisayar Mimarisi Bileşenler Kuyruk Sistemi İş Akışı Grid Mimarisi (gLite Ortakatman Yazılımı) Grid Katmanları Grid Servisleri Veri Yönetimi İş Yükü Yönetimi

Küme Bilgisayar ve Grid... Küme Bilgisayar Birbirine LAN yoluyla bağlı homojen hesaplama kaynakları Paralel hesaplamaya imkan kılan paylaştırılmış dosya dizinleri Her ne kadar ölçeklenirliği olsa da, karşılaşılan sorunlar var: – Isı, boyut, donanım kısıtlamaları... Basit mimari İş göndermede ve sonuç almada hızlı erişim Grid Coğrafi olarak dağıtık, heterojen kaynaklar Araştırmaların önünü açacak insan ağının oluşturulması Hesaplama + DEPOLAMA kaynakları Ölçeklenirlikte kısıt yok! Karmaşık mimari (Küme servisleri + siteler arası ortak servisler) Network bağlantılarının yeterince hızlı olmaması durumunda, iş çalıştırma ya da veri depolamada yavaşlık (Ayrıca coğrafi olarak dağıtık olsun olmasın birçok servisin varlığı da etken.)

Küme Bilgisayar Bileşenleri (yazılım)

Küme Bilgisayar Bileşenleri (donanım)

Küme Bilgisayar Kuyruk Sistemi Planlayıcı Hesaplama Kaynakları Kuyruk A Kuyruk B Kuyruk C Kuyruk D B CD A Kuyruk Sistemi

Küme Bilgisayarlarda İş Akışı (Örnek: TR-03-METU)

Grid Mimarisi (Ortakatman) Grid ortakatman dediğimiz uygulamalarla hesaplama ve veri depolama kaynakları arasında bir arayüz oluşturan ileri yazılım üzerine kuruludur. Grid ortakatmanı: uygulamaların çalışacağı uygun yerleri bulur. kaynak kullanımını optimize eder. veri yığınlarına etkin erişim sağlar. birçok grid sitesinde kullanılan ortak bir kimlik doğrulama ve yetkilendirme servisi sağlar. işleri çalıştırır ve anlık iş durumunu izlemenize izin verir. işlerin sonuçlarını kullanıcılara taşır.

gLite-3.0 Ortakatman Sürümü, Tarihçe 2006 Baharıyla birlikte LCG ve gLite-1.5 ortakatman yazılımları gLite-3.0 çatısı altında birleşti:  Üretim seviyesinde altyapıda süreklilik  Uygulamalar tarafından kullanılırlığın sağlanması  İşyükü yönetimine yönelik yeni çalışmalar LCG ve gLite EGEE projesi tarafından geliştirilen Grid ortakatman yazılımlarıdır ve şu an gLite-3.0 birçok proje ve altyapıda kullanılmaktadır. gLite ortakatmanı sürekli güncellemelerle iyileştirilen açık kaynak kodlu bir yazılımdır. LCG-2 prototyping product product gLite 2006 gLite 3.0

Grid Katmanları Grid Uygulama Katmanı Ortak Servisler Temel Grid Servisleri En Alt Seviye Yapı Servisleri Altyapı Taşları Grid Uygulamalar GLOBUS Condor (VDT) UYGULAMALAR ORTAKATMAN

Grid Yapıtaşları (Temel Servisler) Gridin kaynaklarını kullanmak istiyorum! Doğru kaynağı nerden bulabilirim? İşimin sonuçlarını depolamak istiyorum! Tüm bu istediklerim güvenli bir ortamda yapılmalı!

Sertifika Otoriteleri, Kimlik Doğrulama, Yetkilendirme Kimlik Doğrulama GSI (Grid Security Infrastructure) ve x509 sertifikaları, Sertifika Otoriteleri (CA) – Proxy sertifikaları – MyProxy Sunucusu ve uzun süreli proxy sertifikaları Kabul gören güven ağı: – International Grid Trust Federation (IGTF) » EUGridPMA » APGridPMA » TAGPMA Tüm EGEE siteleri IGTF altındaki CA’lara güvenir. Yetkilendirme VOMS (Virtual Organization Membership Service), sanal organizasyonlar (VO) – Kullanıcıların disiplinlere göre gruplandırılması – Sitelerin VO tabanlı kaynak ayırımı LCG ortakatmanına kadar sadece grid-mapfile yapısı vardı. – Kullanıcı tabanlı yetkilendirme LCG ve gLite ile birlikte VO eklentili proxy sertifikaları – VO tabanlı lokal yetkilendirme servisleri TAGPMA APGridPMA The Americas Grid PMA European Grid PMA EUGridPMA Asia- Pacific Grid PMA

Kullanıcı Arayüzü (UI) gLite Grid altyapısına giriş kullanıcı arayüzü ile sağlanır. Kullanıcı arayüzünde: - Kullanıcılar kişisel hesaplara sahiptir. - Kullanıcıların sertifikaları yüklüdür. Aşağıdaki işlemleri komut satırı arayüzü sağlar: - Çalıştırılmak üzere iş göndermek - Bir iş için uygun kaynakları göstermek - Dosyaları kopyalamak ve replika etmek - İşleri takip etmek ve iptal etmek - Bitmiş işlerin sonuçlarını almak

Bilgi Servisleri (GRIS, GIIS, BDII) Bilgi servisleri, grid kaynakları ve durumları hakkında bilgi verir. gLite bilgi servisleri, LDAP tabanlıdır. LDAP bilgi modeli kullanıcı, bilgisayar gibi objeler hakkında hızlı bilgi verecek şekilde tasarlanmıştır. IS servisleri üç ana aşamada bulunabilir: - GRIS: CE ve SE sunucularında bulunur. Lokal bilgi verir. - GIIS: Sitenin üstünde bulunur ve ilgili site hakkında bilgi verir. - BDII: Üst seviye bilgi servisleri Grid altyapısının geneli hakkında bilgi verir.

GRIS, GIIS, BDII İlişkisi SE Lokal GRIS SE Lokal GRIS CE Lokal GRIS SE Lokal GRIS CE Lokal GRIS CE Lokal GRIS CE Lokal GRIS SE Lokal GRIS CE Lokal GRIS CE Site GIIS CE Site GIIS CE Site GIIS BDII-A BDII-B Kullanıcılar İş Dağıtıcısı İzleme Servisleri

Bilgi Servisleri (RGMA) File Plug-in RGMA Plug-in BDII Plug-in Service Discovery Service Discovery is a client for finding services and discovering their basic attributes RGMA Plug-in Consumer Producer Registry İlişkisel Veri Modeli UIGrid sorgu kullanıcı Hesaplama Elemanı (CE) Depolama Elemanı (SE) bilgi API’ler: Java, Python, C++, C

gLite Grid Servisleri İş Yönetimi İş Yükü Yönetimi (WMS) – Kaynak arayıcısı (RB) – Veri kullanan işler için DLI/SI arayüzü ile kataloglara erişim – Toplu iş gönderimi – İş akışına dayalı işler Hesaplama Elemanı (CE) – Globus/EDG/LCG->Condor_C(Sanal organizasyon tabanlı iş planlama) Loglama ve Servis Bilgilerinin Tutulması (Logging and Bookkeeping) Lokal Kuyruk Yöneticisi – LSF, PBS, Condor, (Sun Grid Engine) Veri Yönetimi Dosya ve Replika Katalogları (LFC) – Depolama elemanlarındaki verilere kolay erişim – Grid dosyalarının düzenlenmesi – Merkezi veya lokal Depolama Elemanları (SE) – DPM (VOMS grupları/rollerine, dosya erişim haklarının kullanılmasına izin verir.) – Diğer SE’ler: dCache, Castor – Classic SE: artık kullanılmıyor Diğer Özellikler ve IO Kütüphaneleri – Lcg-utils – GFAL – gLite IO

Hesaplama Elemanı (CE) gLite ortakatman yazılımını kullanan iki tip CE vardır: gLite-CE (yeni tip) ve lcg-CE (eski tip) gLite yapısında hesaplama elemanı homojen hesaplama uçlarına iş gönderir. Bütün gLite siteleri en az bir hesaplama sunucusu (CE) ve arkasında hesaplama uçları (WN) içerir. Sitede hesaplama sunucularından biri Grid kapısı olarak çalışır: - Globus kapısıdır. - Globus GRAM (“Globus Kaynak Ayırma Yöneticisi”) sunucusudur. - Lokal kaynak yönetim sisteminin ana sunucusudur. (PBS, LSF, Condor...)

İş Yükü Yönetimi (WMS) Kullanıcılar grid ile iş yükü yönetim sistemi ile etkileşirler. İş yükü yönetim sistemi, dağıtık iş planlaması ve kaynak yönetimi sağlar. Kullanıcıların: - İşlerini gönderebilmelerini, - İşlerini en uygun kaynaklarda çalıştırmalarını, - Kaynakların kullanımını da aynı anda optimize etmeyi, - İşleri hakkında bilgi almasını, - İşlerinin sonuçlarını almasını sağlar.

İş Yükü Yönetimi (WMS) WMS aşağıdaki parçalardan oluşur: - İş Yükü Yöneticisi: Sistemin ana parçasıdır. - Kaynak Aracısı(RB): Bir işin ihtiyaçlarına göre en uygun kaynakları bulur. - İş Adaptörü: İş, kontrol servisine geçmeden önce ortamı ayarlar. - Kontrol Servisi: İşin gönderilmesi, silinmesi gibi yönetimsel operasyonlardan sorumludur. - Kayıt Tutma: İş hakkında bilgi tutar. İşler iş tanımlama dili JDL (“Job Description Language”) ile tanımlanır. WMS servisinin bir işi çalıştırabilmesi için: - İşin karakteristiğini (basit, MPI, DAG) - Hesaplama ihtiyaçlarını ve seçeneklerini - Yazılım bağımlılıklarını bilmesi gerekir.

Gridde İş Akışı (WMS) UIGrid iş kullanıcı SE CE LFC VOMS BDII WMProxy API’leri: Java, Python, C++

Depolama Elemanı (SE) gLite ortakatman yazılımını kullanan değişik tipte SE vardır: Classic SE (eski tip, artik kullanılmayacak), DPM, dCache, Castor Depolama elemanı, büyük depolama alanlarına düzenli erişim sağlar. Her bir gLite sitesi en az bir depolama elemanı içerir. İki protokol kullanırlar: - Dosya transferi için GSIFTP - Dosya erişimi için RFIO (“Remote File Input/Output”) Depolama kontrol yönetimi: - Dosyalara saydam erişim sağlar - Dosyaların durumunu gösterir - Dosyaların saklanma zamanını takip eder Disk ve teyp kaynakları tek bir depolama elemanı olarak gösterilebilir.

Veri Yönetimi Servisleri, LFC Veri yönetimi nedir? - Kullanıcılar ve uygulamalar veri üretirler ve veriye ihtiyaç duyarlar. - Veriler grid dosyaları şeklinde saklanabilirler. - Dizin veya veri yapılandırılması yoktur. Dosya seviyesinde bilgi tutulur. - Kullanıcı ve uygulamaların grid dosyalarını yönetebilmesi gerekir. Kullanıcı ve uygulamalar gLite yapısında verinin yerini bilmek zorunda değildirler. Mantıksal dosya isimleri kullanabilirler. (LFC) Gridde dosya isimlendirmeleri: Globally Unique Identifier (GUID) “guid:f81d4fae-7dec-11d0-a765-00a0c91e6bf6” Site URL (SURL) (or Physical/Site File Name (PFN/SFN)) “sfn://lxshare0209.cern.ch/data/alice/ntuples.dat” Logical File Name (LFN) “lfn:cms/ /run2/track1” Transport URL (TURL) “gsiftp://lxshare0209.cern.ch//data/alice/ntuples.dat”

Veri Yönetimi Mimarisi Dosya ve replika kataloğu StorageIndex LFC Veritabanı WMS Depolama Elemanı SRM DISK gLite I/OgridFTP Dosya Transferi ve dosya yerleştirme servisi FTS FPS Transfer Agent Veritabanı VOMS MyProxy Dosya I/O Dosya İsimalanı ve Metaveri Yönetimi Dosya Replikası Proxy yenilemesiReplika Yeri WSDL API

Veri Yönetimi İlişkileri GFAL Grid file (ref: LFN) UI (kullanıcı)Grid dosya File Catalog (LFC) depola Kataloğa kaydet SE 1 kaydet SE 2 depola SRM

Özet: Grid Topolojisi ve Servisler Hesaplama Elemanı Depolama Elemanı X Sitesi Bilgi Sistemi (BDII, RGMA) gönder sorgula Sonuç al Kaynak Arayıcısı (RB) Kullanıcı Arayüzü (UI) Site durumunu yayınla Dosya ve Replika Katalogları (LFC) Yetkilendirme Servisi (VOMS) sorgula Yetkileri güncelle