Du kender helt sikkert oplevelsen: Det er endelig blevet fredag, og du har ikke energi til andet end at vælte om i sofaen med chips, cola og en god film. Men så ringer telefonen, og når du tager den går samtalen noget a la: "Hej mit navn er <en eller anden nar> jeg har fået dit nummer af <en som nu ikke længere er din ven> som siger, at du har styr på det med computere. Jeg sidder og er ved at installere <et eller andet latterligt program, du aldrig har hørt om> men jeg får hele tiden en fejl med <et fejlnummer du ikke ville genkende, selvom du skulle kende programmet, som narren snakker om>". Og det var så den fredag aften. For selvom den som ringer er en nar, og du aldrig vil tilgive det fjols, som har givet dit nummer til narren, så ville det jo være uhøfligt ikke at prøve at hjælpe.
Personligt har jeg ofret så mange fredag aftener på dette, at jeg nu har kastet min fulde forskningsindsats på at levere en stabil Grid-infrastruktur, så vi kan slippe af med denne "nørdernes pest".
Grid Computing
Idéen bag Grid computing er at flytte computeren og dens vedligeholdelse så langt væk fra brugeren som muligt og ud på centraliserede it-produktionsfabrikker. Ideen, og selve navnet, er faktisk inspireret af den måde, hvorpå el-nettet (på engelsk the power-grid) leverer strøm til både virksomheder og private husholdninger. Analogien er umiddelbar:
Hvorfor bruger vi strøm fra el-værker i stedet for at have vores egen private dieselgenerator i baghaven? Det vil mange sikkert synes lyder som et fjollet spørgsmål - for svaret er jo åbenbart. Ingen orker at vedligeholde en generator, det er da meget lettere at købe strømmen på nettet. Skulle man have en generator, hvor stor skulle den så være? Ja, den skulle jo være stor nok til at møde vores behov en juleaften, når alle lys brænder, ovnen og komfuret står på max og vaskemaskinen og tørretumbleren kører samtidigt. Sådan en generator vil være pænt stor, og på en midsommer aften vil den stå og lave ingenting, mens den lige laver strøm til køleskabet og clock-radioen, det samme når vi er på arbejde eller på ferie. Med andre ord vil en strømgenerator, der er stor nok til juleaften, være alt for stor det meste af tiden.
Sådan er det også med den personlige computer. Den er temmelig besværlig at vedligeholde, med daglige opdateringer af anti-virus og spy-ware programmer, jævnlige operativsystem opgraderinger, defragmentering af harddisken, backup af vigtige filer osv. Også størrelsen af vores pc er ganske umotiveret, den skal være kraftig nok til at redigere en digital videofilm de tre gange om året, vi tager os sammen til at lave sådan en. Men resten af tiden står den og laver næsten ingenting, hvis den da ikke er slukket og laver absolut ingenting!
Set i det lys er det jo ganske utroligt, at vi gladelig betaler 5-10.000 kr. hvert andet år for en ny pc og en masse arbejde i at overføre vores programmer og filer til den nye. Endnu mere mærkeligt synes det, at virksomheder der normalt er meget udgiftsbeviste, tillader million investeringer i it udstyr, hvor udnyttelsesgraden nærmer sig nul, mens vedligeholdelsesudgiften stiger stadigt kraftigere.
Ikke bare supercomputing
Grid er i dag mest kendt for anvendelser i supercomputing - mest kendt er nok anvendelsen i LHG (Large Hadron Collider Grid), hvor højenergifysikere fra CERN vil bruge tusinder af CPU'er i klyngemaskiner over hele verden til at analysere data fra det nye eksperiment, Large Hadron Collider. Desværre er Grid i dag mest om supercomputing, eller batch computing, hvor brugerne har mange opgaver, typisk tusinder eller millioner, der hver især kan køre uafhængigt og uden at brugeren er involveret i den enkelte kørsel.
Men for at Grid skal være interessant for den almindelige bruger, er det nødvendigt at tilbyde en model, hvor brugeren kan køre programmer med grafisk output og agere interaktivt med programmerne. Så i stedet for et Grid der tilbyder en masse regnekraft til få brugere, er det vigtigere at tilbyde den samme maskine til en masse brugere, sådan at vi kan levere en Grid-baseret service til brugerne, som er så billig, at privatejede pc'ere ikke kan konkurrere på prisen.
Netop prisen er jo en af årsagerne til, at vi ikke laver vores egen strøm, men i stedet køber den af el-værker, der kan producere den meget billigere ved stordrift. Hvis vi kigger på en privat brugers udgifter til at have en pc, så koster det næsten 3.500 kr. om året at have en ganske almindelig pc, selv uden at man køber nogen form for kommerciel software. Med en Grid-baseret løsning kan brugerens udgifter reduceres til 1.500 kr. om året, men hertil kommer naturligvis en udgift til at leje tilgang til computere på Grid. Tallene kan ses i nærmere detaljer i figur 1.
<body>
|
Er man derimod en virksomhed, er udgifterne endnu større. Her skal pc'en vedligeholdes af en professionel og selv med en meget lavt sat udgift til det formål med en time om måneden til at vedligeholde en pc, er den udgift mere end 7000 kr. om året. Og den totale udgift for at eje en pc stiger til næsten 10.000 kr. om året - selv uden at købe software til pc'en. Så selvom man skal betale for at leje resurser på Grid, vil der være store penge at spare for en virksomhed, der går fra en pc-baseret model og over til en Grid-baseret model. Detaljerne i udgifterne kan ses i figur 2.
</head><body>
|
Minimum intrusion Grid
Minimum intrusion Grid, MiG, er et dansk forskningsprojekt, finansieret af Forskningsrådet for Natur og Univers samt Programkomiteen for Nanovidenskab og -teknologi, Bioteknologi og IT (NABIIT). Formålet med MiG er dels at sikre en dansk repræsentation i den førende forskning inden for Grid og dels at tage en radikal anderledes tilgang til Grid software. MiG er motiveret af en række problemer med de eksisterende Grid middleware systemer, fx meget kode der skal installeres både hos brugere og resurser, problemer med sikkerhed og en lagerstruktur, der er meget fremmed, fra det man kender som pc-bruger.
MiG forsøger derfor at tage en ekstrem tilgang i forhold til udvikling af software, defineret ved fire regler, som skal overholdes for vores software:
1. Ingen MiG-software kan kræves installeret hos hverken bruger eller resurse.
2. Alt i MiG skal skrives i Python med mindre et andet sprog er strengt krævet.
3. Alle design- og implementeringsvalg skal optimeres for gennemskuelighed for brugeren.
4. Alt der ikke er rigtigt skal smides væk.
Ved at overholde disse regler er det lykkes at lave et enormt robust middleware, som alle kan bruge uden at installere noget MiG-software på deres pc, og alle kan donere regnekraft også uden at installere noget MiG-software på deres pc. De der bruger Windows opfordres dog kraftigt til at vente på vores sikre sandkassemodel, før de donerer regnekraft til MiG.
En af de motivationer der ligger bag MiG er at sikre, at brugerne og de computere de kører på, ikke kan se hinanden. Med andre ord skal brugeren sikres anonymitet ved sin kørsel på Grid. Dette opnås ved at levere Grid-ydelserne over et Grid-netværk, der er adskilt fra de resurser, der leverer ydelserne til Grid, på samme måde som el-værkerne ikke kan se, hvilken kunde der køber strømmen men bare leverer til en netleverandør, som så igen sælger til kunden.
Grafik på MiG
Vi er i skrivende stund ved at tilføje støtte for interaktiv grafik i MiG, som det første open source Grid i verden til at understøtte den slags. Men de første eksperimenter med grafik på Grid er allerede gennemført - og i en skala der ikke er lige til at gentage på en almindelig pc.
Eksperimentet gik ud på at prøve at lave et ray-traced billede til en rigtig stor skærm. Med rigtig stor menes her en displayvæg på 230 tommer og en opløsning på 7168 gange 3072 eller altså en 22 mega-pixel skærm. Rendering af et ganske simpelt billede tog på en maskine 2 timer 16 minutter og 20 sekunder. Ved at lægge opgaven ud på Grid lykkedes det at få den samme opgave ned på 12 minutter og 34 sekunder - ikke just interaktivt, men der blev kun brugt 23 maskiner på Grid, så det skulle være ganske let at få den tid ned under 1 minut.
Mens rendering af meget store billeder er ganske sjovt, så er ægte interaktiv kørsel af en ganske almindelig OpenOffice applikation knapt så spændende. Til gengæld er det interaktive meget mere svært, og vi glæder os til i nærmeste fremtid at kunne rapportere, at det kan vi nu også.
Bredbåndspc'en
Flere virksomheder arbejder intenst på at lave løsninger til at levere Grid-baserede løsninger til private og virksomheder. En af dem er danske MESH-Technologies der beskriver deres produkt som:
"GRID-PC er en problemfri hjemme-PC som giver adgang til programmer og ydelser via en bredbåndsforbindelse. Lydløs og på størrelse med et modem gør det muligt at placere en GRID-PC i stue, alrum eller soveværelse, hvor de færreste vil have en traditionel PCer stående. En GRID-PC er "always-on", og bruger under 1 watt i stand-by mode, så den er klar til surfning på under 10 sekunder fra første tastetryk. MESH-Technologies GRID baserede infrastruktur software giver adgang til programmer og ydelser fra forskellige leverandører med single sign-on. Understøttelse af kryptering og certifikater gør det muligt at anvende GRID-PC som en sikker og mobil hjemmearbejdsplads uden brug af VPN."
Når først sådan en løsning tilbydes af danske bredbåndsudbydere eller andre serviceudbydere på nettet, kan vi nørder endeligt blive fri for at få ødelagt vores fredag aften af fjollede brugere, der slet ikke burde have en rigtig pc.
Vær med
Har du lyst til at bruge Grid - eller måske at tilbyde din computers overskydende regnekraft til Grid så gå ind på www.migrid.org og læs mere.
