A Neumann Társaság blogja az informatika, robotika legmenőbb témaköreiről – újszerű megközelítésben.

Kvantumugrás

Kvantumugrás

Időjárás-mintázatoktól az energiahálózatokig – mire jó a grid?

2021. augusztus 11. - ferenck

A számítástudomány fejlődése folyamatosan új módszereket, paradigmákat, számítási és hálózati technológiákat eredményez.

Mi a közös pont például a hálózatba rendezett, szerteágazó helyszíneken elhelyezett független számítógép-füzérek, a közműszerű számítások és a főként tudományos célokra használt, földrajzilag elosztott virtuális számítógépek között?

Az elosztott számítások egyik változata, a grid computing, azaz rácsszámítások (leginkább egyszerűen csak grid) ez a közös nevező. Lényege több, gyakran különböző helyszíneken lévő számítógép főként helyi hálótati, esetleg internetkapcsolaton keresztüli hálózatba rendezése, hogy együtt oldjanak meg feladatokat. Legismertebb példája a nagymennyiségű adatot elosztó és kezelő, egymással közvetlenül kommunikáló, a munkát koordináló gépekből álló adatgrid, de léteznek nagy számítási kapacitásokat és időt igénylő feladatokat végző számítási, valamint speciális erőforrásokat, például teleszkópot tartalmazó, az általuk szolgáltatott adatokat feldolgozó gridek is. Utóbbiakat leginkább tudományos problémák megoldására használják.

gr0.jpg

A gridszámítás azokban az esetekben különösen előnyös, amikor különböző területek szakértői dolgoznak egy projektben, viszont egyetlen gépen, oldalon nem tudják azonnal megosztani egymással az adatokat és a számítási kapacitásokat. A földrajzi távolság ellenére, közösen viszont még akkor is sikerül nekik, ha az összes kapacitással nem kell ugyanazon a speciális feladaton dolgozniuk.

gr5.jpg

Ha például egy kutatócsoport az észak-atlanti, egy másik pedig a dél-atlanti térség időjárás-mintázatait elemzi, az eredmények összekombinálhatók, és megkapjuk az egész Atlanti-óceán meteorológiai trendjeit.

A grid azonban nemcsak nagyléptékű elosztott számítási feladatok végrehajtására, hanem kisebb munkák helyi szintű elvégzésére szintén tökéletesen alkalmas. Ezeket a munkákat egyetlen gép vagy nem, vagy csak nagy nehézség árán tudná elvégezni.

A rácsba kapcsolt összes komputeren speciális, a rendszert irányító és a változatos munkákat összehangoló szoftver fut. A szoftver jelöli ki minden egyes gépnek a részfeladatokat, és így egyszerre tudnak dolgozni, információkat megosztani egymással. A részmunkák elvégzése után az összegyűjtött és összesített outputokat a feladat egészének a megoldására használják. Ez a program elsősorban köztes, az operációs rendszer számára elérhetetlen alkalmazásokat biztosító, egyfajta „ragasztóként” funkcionáló szoftver (middleware).

Egy gridhálózat általában három géptípusból tevődik össze: az egész rendszert kezelő, az erőforrásokat felügyelő, szerverből vagy szervercsoportból álló irányító csomópontból, az erőforrásait rendelkezésre bocsátó szolgáltató és a hálózati erőforrásokkal dolgozó felhasználó gépekből.

Ha egy gép erőforrást kér a csomóponttól, az megadja neki a hozzáférést. Amennyiben a másik gép nincs használatban, ideális esetben erőforrásaival járul hozzá a hálózati tevékenységhez. Így lehet egy átlagos komputer szolgáltató és felhasználó is. A grid egyik sajátossága, hogy a csomópontok állhatnak hasonló platformokon, ugyanazzal az operációs rendszert használó gépekből (homogén hálózatok), míg más gépek különböző platformokon, különböző operációs rendszerekkel futhatnak (heterogén hálózatok).

A grid alkalmazásai azonban itt még nem érnek véget.

gr.jpg

Az infokommunikációs technológiák fejlődése és a megújuló energiák iránti igény növekedése nagyjából a 21. század elejétől egyre inkább összekapcsolódó, az elektromos hálózatok átalakítását szükségszerűvé tevő, az úgynevezett okos hálózathoz – smart grid – vezető párhuzamos folyamatok. Ez a decentralizáltabb hálózat, a szolgáltatók és a fogyasztók szokásaitól információt gyűjtve, azokat feldolgozva optimalizálja önmagát – hatékonyabbá, gazdaságosabbá, biztonságosabbá és „zöldebbé” válik.

Frissítve 2023. december 23.

A bejegyzés trackback címe:

https://kvantumugras.blog.hu/api/trackback/id/tr316646748
süti beállítások módosítása