Grid Computing

Grid Computing

a próxima geração de processamento

Atualmente, algumas funções de processamento são limitadas pelas restrições de seu computador pessoal ou mesmo dos servidores e mainframes de sua empresa. Entretanto, imagine um cenário onde seria possível solicitar a solução de qualquer problema e que se isso exigisse processamento extra e a medida da necessidade outros computadores seriam invocados para prover a capacidade computacional adicional. Isso sem que o usuário precise conhecer a complexidade da infra-estrutura por detrás desse processamento. E no final do mês, esse usuário receberia a conta do processamento extra requerido.

Apesar de parecer ficção cientifica várias empresas, como IBM, Hewlett-Packard e Sun Microsystems acreditam e investem nesse futuro. Este conceito de processamento distribuído é conhecido como Grid Computing. Esse tipo processamento envolve milhares ou milhões de pequenos computadores interconectados através de redes locais ou redes de longas distâncias, como a Internet.

As aplicações em um Grid computer são executadas em um gigantesco computador virtual, com uma forte integração de servidores, discos e outros recursos capazes de compartilhar recursos de forma rápida e de fácil gerenciamento.

Uma experiência de integração de processamento distribuído é o projeto SETI@home (http://setiathome.ssl.berkeley.edu/), uma continuação do projeto da NASA de busca de inteligência extra-terrestre. Usando um software que pode ser baixado da Internet, um microcomputador pode analisar sinais do rádio telescópio de Arecibo. Atualmente, existe 1,6 milhões de assinantes em 224 países, criando um computador virtual com uma média de 10 trilhões de operações por segundo. Existem outros projetos mais sofisticados sendo financiados por governos, tais como o Reino Unido e Holanda. A IBM está desenvolvendo um projeto de US$53 milhões para um Grid computer com capacidade de 13,6 trilhões de operações por segundo, chamado Distributed Terascale Facility (DTF). O projeto está sendo financiado por centros de pesquisas e Universidades.

Para operar um Grid computer são necessários muitos protocolos, padrões e ferramentas de software. Para desenvolver padrões comuns de processamento a Universidade do Sul da Califórnia, o Laboratório Nacional de Argonne e a Universidade de Chicago através do Projeto Globus (http://www.globus.org/) estão desenvolvendo um conjunto de especificações técnicas e ferramentas de software para Grid Computing. Padrões de processamento são importantes para garantir a compatibilidade entre os computadores. Padrões emergentes como o Universal Description Discovery and Integration (UDDI) são importantes para esse esforço, bem como as linguagens de análise de dados não estruturadas para Web pages, HTLM, vídeo e arquivos de áudio MP3.

O modelo de cobrança dos recursos utilizados é um fator importante para o crescimento e aceitação do Grid Computing. A evolução e flexibilidade dos modelos de cobrança podem economizar bilhões de dólares de grandes organizações, sem contar outros benefícios do Grid Computing.

Além do software e gerenciamento, a infra-estrutura de rede e fundamental para o Grid Computing. Uma rede de alta-velocidade é o que determinará a performance do sistema como um todo. Um Grid computer poderá consistir de milhares ou milhões de computadores, cada um com a capacidade de processa bilhões de instruções por segundo. Uma pequena rede poderá requer terabytes ou pentabytes de banda de transmissão e ainda poderá requerer muito mais banda. Altas taxas de transmissão são possíveis de se conseguir com um link de alta-velocidade ou com vários links de baixa velocidade. As atuais técnicas de multiplexação TDM compartilham vários canais em um mesmo meio físico; entretanto, essa tecnologia não é facilmente escalável e não atende aos requisitos de um Grid computer. Por outro lado, os computadores que formam um grid estão espalhados em distâncias não atendidas, tecnicamente, por cabos metálicos. A fibra ótica aparece como uma alternativa eficiente para atender a conexão entre os computadores. Os grid computers requerem taxas de transmissão entre 1 e 10 gigabits por segundo, o que é atingindo pela tecnologia de multiplexação por cores de luzes (WDM).

O WDM (Wavelength Division Multiplexing) usa múltiplos lasers e transmite vários comprimentos de onda de luz (lamdas), simultaneamente, através de uma fibra ótica (figura 1). Cada sinal trafega dentro de uma única cor de banda, que modula os dados (texto, voz, vídeo, etc.). O WDM utiliza a atual infra-estrutura de fibra ótica das empresas de telecomunicações aumentando dramaticamente a capacidade de transmissão de dados.

Figura 1. WDM - Multiplexação por comprimento de ondas de luz

Mais canais de dados podem ser adicionados na fibra ótica aumentando o número de canais e, conseqüentemente, a vazão de dados através da fibra ótica. Dentro dessa abordagem, os sistemas WDM são chamados de DWDM (dense). Sucessivas gerações de DWDM