Grid Computing 컴퓨터 공학과 200110209 김우진 200110117 박기민.

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1 Grid Computing 컴퓨터 공학과 김우진 박기민

2 목 차 Grid Computing의 개념 1 2 Grid Computing 개발배경 3 구 현 4 적용 분야 및 사례 5
구 현 4 적용 분야 및 사례 5 향후 발전방향 및 전망 6 맺 음 말

3 Grid Computing의 개념 Grid Computing 의 정의
그리드 컴퓨팅은 글로벌 인터넷 인프라 환경상에서 가용한 모든 자원들을 공유하기 위한 새로운 분산 컴퓨팅 모델이다. 즉 지리적으로 분산된 PC, 고성능 컴퓨터, 대용량 저장 장치, 데이터베이스, 첨단 실험 장비, 나아가 인력 자원 등의 가용한 모든 자원들을 인터넷을 통해 상호 공유, 이용할 수 있도록 해 주는 디지털 신경망 구조의 차세대 인터넷 서비스이다. 그리드 컴퓨팅은 글로벌 인터넷 인프라 환경상에서 가용한 모든 자원들을 공유하기 위한 새로운 분산 컴퓨팅 모델이다. 즉 지리적으로 분산된 pc, 고성능 컴퓨터, 대용량 저장 장치, 데이터베이스, 첨단 실험 장비, 나아가 인력 자원등의 가용한 모든 자원들을 인터넷을 통해 상호 공유 이용할 수 있도록 해 주는 디지털 신경망 구조의 차세대 인터넷 서비스이다.

4 Grid Computing의 개념 분산 자원을 통합하여 제어할 수 있다. 표준화된 개방형 프로토콜 & 인터페이스
양질의 서비스 제공

5 목 차 Grid Computing 개발배경 1 Grid Computing의 개념 2 3 구 현 4 적용 분야 및 사례 5
구 현 4 적용 분야 및 사례 5 향후 발전방향 및 전망 6 맺 음 말

6 Grid Computing의 개발배경 개발배경 Grid 탄생 전산 개발환경의 변화 대규모 자원공유
기업이 원하는 뉴 비즈니스네트워크 대규모 자원공유 광역 네트워크의 새로운 개념 필요 Grid 탄생

7 Grid Computing의 개발배경 기능 인터넷 Grid 컴퓨팅 개발자 Tim Berners-Lee 외 다수
Ian Foster 외 다수 개발연도(상용연도) 1989(1994) 1998(2004) 상용화 효과 인터넷 이용확산 E-비즈니스 태동 인터넷 이용심화 E-비즈니스 정착 전송구조 Server to Client 중심 Peer To Peer 중심 브라우저 인터넷 익스플로어, 네스케이프 개발중 CACTUS(미국) JACO3(프랑스) 미들 웨어 Application에서 제공 Globus,Legion, Condor등 그리드 미들웨어 툴킷, ‘글로버스’ 현재 시장 표준인 글로버스(Globus) 미들웨어 툴킷은 그리드 서비스를 제공하는 그리드 미들웨어로써 전 세계적인 그리드 개발 과제들에서 가장 많이 사용되고 있다. 글로버스 툴킷이 널리 사용되는 이유로는 글로버스 툴킷이 분리될 수 없는 단일 시스템이 아니라, 그리드에서 필요로 하는 다양한 서비스들을 독립적인 요소로써 제안하고 있기 때문이다. 글로버스 툴킷의 또 다른 장점으로는 기존에 각 시스템 및 네트워크의 관리 정책이나 운영 도구들을 무시하지 않고 각 요소들과 협력해 그리드를 구축해 나간다는 점이다. 따라서 글로버스 툴킷의 요소도 하드웨어 측면이나 소프트웨어 측면에서 서로 상이한 시스템 간의 성능 저하를 최대한 줄이면서 통합하기 위한 기능을 제공하는 것이 대부분이다. 글로버스 미들웨어 툴킷에서 제공되는 핵심 서비스는 크게 자원 정보 서비스, 자원 관리 서비스, 데이터 관리 서비스, 그리드 보안 서비스 등으로 나눌 수 있다

8 Grid Computing의 개발배경 기능 인터넷 그리드 컴퓨팅 정보(수단) 정적 정보 제공 (DNS)
동적 정보 제공(LDAP) 자원할당(경로) 단일 자원 할당(단일 경로) 다중 자원 할당( 동일한 논리 공간) 아키택쳐 단일 계층 다중 계층 서비스 유형 연결(ISP 중심) 가상조직(사용자 중심) 서비스 구성 정적 동적

9 목 차 구 현 1 Grid Computing의 개념 2 Grid Computing 개발배경 3 4 적용 분야 및 사례 5
구 현 3 4 적용 분야 및 사례 5 향후 발전방향 및 전망 6 맺 음 말

10 구 현 Grid 구축 로드맵

11 구 현 구축 범위에 따른 분류 구분 조직범위 파트너 관계 클러스터 인트라 그리드 (Intra Grid) 단일 조직내
구 현 구축 범위에 따른 분류 구분 조직범위 파트너 관계 클러스터 인트라 그리드 (Intra Grid) 단일 조직내 파트너 없음 단일 클러스터 엑스트라 그리드 (Extra Grid) 다중 조직간 파트너와 통합 관계 다중 클러스터 인터 그리드 (Inter Grid) 다수의 조직들 다수의 파트너와 관계 다수의 클러스터 그리드의 구축 형태를 범위에 따라 구분하면 각각 인트라 그리드, 엑스트라 그리드, 인터 그리드로 구분할 수 있다. 그리드가 구축되는 처음 단계부터 대규모 그리드가 구축되기는 어렵다. 인프라 그리드를 중심으로 인트라 그리드는 가장 단순한 구성형태로써 주로 단일조직 내에서 구축되며 복잡도도 가장 낮다. 여러 개의 인트라 그리드가 하나로 뭉치거나 외부의 파트너를 포함하여 통합된 구성 형태를 엑스트라 그리드 라고 하며, 최종적으로 인터넷 상에서 모든 조직들간에 애플리케이션, 자원 및 서비스들이 동적으로 결합되어 공유되는 형태를 인터 그리드라고 한다.

12 구 현 서비스 수준에 따른 Grid 분류 Grid Computing Data Network Knowledge
구 현 서비스 수준에 따른 Grid 분류 Network Knowledge Grid Computing 이와 같은 그리드의 분류 중에서 가장 단순한 형태는 고성능 컴퓨팅 자원과 대용량 저장 장치를 초고속 네트워크로 연결해 사용자에게 물리적으로 제공하는 통신 그리드이다. 초기 환경에서는 사용자가 자신이 원하는 데이터를 직접 찾아서 액세스해야 한다. 하지만 기존 웹 환경보다는 대용량의 데이터를 공유하거나 액세스할 수 있다. 이러한 환경이 더욱더 발전하게 되면 그리드 인프라 상에서 보다 고급 정보와 전문지식 자료가 보다 쉽게 액세스 되고 자유롭게 공유되는 서비스 모델로 발전하게 될것입니다.보다 많은 자원들을 공유하고, 가용한 자원들을 서비스라는 관점에서 공유하게 되는데 이때 실제적으로 공유되는 것은 데이터인 것이다. IT 기술이 데이터를 가공해서 정보를 만들고 정보를 가공해서 지식을 만드는 것처럼, 그리드 컴퓨팅도 글로벌 네트워크 환경에서 보다 많은 데이터를 가공해서 지식 정보를 생성하고, 그것을 보다 폭 넓게 공유하고 활용하고자 하는 것이다. Data Information

13 구 현 활용 형태에 따른 분류 구분 세부종류 내 용 (Computing Grid) 분산 슈퍼컴퓨팅, 초생산성 컴퓨팅
구 현 활용 형태에 따른 분류 구분 세부종류 내 용 컴퓨팅(계산) 그리드 (Computing Grid) 분산 슈퍼컴퓨팅, 초생산성 컴퓨팅 분산된 컴퓨터를 연결하여 한대의 고성능 컴퓨터처럼 사용할 수 있게 하는 Grid(현재 진행되고 있는 대부분의 Grid 프로젝트에 해당) 데이터 그리드 (Data Grid) 분산파일시스템, 고속병렬파일시스템, 이기종데이터통합 대용량의 정보를 생산하는 장비, 대용량 DB및 고성능 컴퓨터를 사용자 중심으로 연결하는 Grid 액세스 그리드 (Access Grid) 주문형 협업환경, 멀티미디어 계산 그리드와 데이터 그리드에서 생성된 정보를 원거리의 연구자들이 공유할 수 있도록 협업 환경을 제공하는 Grid 컴퓨팅 그리드는 지역적으로 분산되어 있는 컴퓨팅 파워를 공유하여 마치 한 대의 고성능 컴퓨터처럼 사용할 수 있게 해 주는 그리드이다. 대표적인 사례로는 Smallpox 프로젝트(천연두 연구 프로젝트) 및 프로젝트 등이 있다. 그리드의 원형으로 자주 언급되는 프로젝트가 초기 대표 적인 사례이다. 데이터 그리드는 대용량의 데이터를 네트워크를 통해 공유하기 위한 그리 드이다. 액세스 그리드는 분산된 지역의 연구원들이 공동으로 프로젝트를 진행할 수 있는 협업 환경을 제공해 주는 그리드이다. 즉 고속의 네트워크 인프라 위에 컴퓨터 장비, DB, 핵 가속기, 천체 망원경과 같은 고가의 첨단 기자재 뿐 만 아니라 전문 인력 자원까지도 공유할 수 있는 환경을 제공과 더불어 나아가 IT, BT, NT, ET 등의 첨단 핵심 기술 개발을 촉진시키기 위한 협 업 인프라 환경을 그리드를 통해 구축하고자 하는 것이 목적입니다.

14 구 현 Grid Middleware ☞Middleware의 개념
구 현 Grid Middleware ☞Middleware의 개념 전통적 개념 - 서로 다른 컴퓨팅 환경을 서로 연결해 주는 Software 좁은 범위로는 한 기업에 설치된 다양한 하드웨어, 네트워크 프로토콜, 응용 프로그램, 근거리통신망 환경, PC 환경 및 운영체제의 차이를 메워주는 소프트웨어를 말한다. 즉, 복잡한 이기종(異機種) 환경에서 응용 프로그램과 운영환경 간에 원만한 통신을 이룰 수 있게 해주는 소프트웨어이다. TCP/IP, 데이터베이스 액세스 미들웨어, DCOM(Distributed Component Object Model:분산컴포넌트객체기술) , CORBA(Common Object Request Broker Architecture:코바) 등의 분산기술이 이에 해당한다. 그리고 우리가 흔히 쓰고 있는 파일구리나 소리바다 푸르나 등의 P2P도 이에 해당한다. Grid에서의 M/W – 자원의 수집과 관리, 대규모 작업의 분산 스케쥴링, 협업의 동시다발적 진행을 위한 핵심 솔루션

15 구 현 M/W의 기능 사용자 계정 서비스 자원 검색 서비스 Grid Middleware 스케쥴링 서비스 보안 서비스
구 현 M/W의 기능 사용자 계정 서비스 자원 사용시 비용처리 자원 검색 서비스 유휴 자원의 검색 Grid Middleware 스케쥴링 서비스 작업들의 처리순서 결정 보안 서비스 시스템 안정

16 구 현 Grid Middleware의 제약 요인 자원들의 이질성 자원상태의 잦은 변화 데이터 전송의 문제점 보안 문제
구 현 Grid Middleware의 제약 요인 자원들의 이질성 자원상태의 잦은 변화 자원들의 이질성 여러 기관에 흩어져 있는 서로 다른 자원들은 매우 다양한 형태로 존재한다. 예를 들면 컴퓨터 구조·기종·운영체제·작업 스케쥴러·운영 정책 등이 서로 다를 수 있다. 그리드는 연결되어 있는 컴퓨터 시스템을 단일 시스템처럼 사용할 수 있도록 해야 하지만, 각 기관이 소유하고 있는 시스템을 획일적인 정책으로 변경할 수는 없다. 또한 그리드 구축은 이런 다양한 면을 충분히 고려하며 최적의 성능을 얻을 수 있어야 한다. 자원 상태의 잦은 변화 그리드 환경은 가입과 탈퇴가 자유로운 가상공간이 돼야 하고 각 자원은 소유하고 있는 기관이 존재하기 때문에 각 시점에 따라 상태가 자주 변한다. 네트워크 속도, 각 시스템의 부하, 사용 가능한 디스크 용량, 각 프로세서의 사용 가능 여부 등과 같은 정보는 시간에 따라 변하는 요소들이지만 그리드의 사용자 입장에서는 항상 주시해야 할 매우 중요한 요소들이다. 데이터 전송의 문제점 현재 네트워크의 전송 속도가 기하급수적으로 빨라지고 있지만 데이터 전송 방법은 대량의 데이터를 원거리 사이에 주고받기에 부적합하다. 전송하는 도중에 연결이 중단될 수도 있고 제공되는 데이터 파일의 일부분만 필요할 수도 있다. 또한 보안을 위한 방화벽과 사설 IP 주소를 부여받은 자원들과의 데이터를 주고받는 통신 문제가 대두된다. 보안 문제 그리드에서의 보안 문제는 자원들이 고가이고, 그리드상에서 수행되는 애플리케이션 또한 중요한 것이기 때문에 아주 중요하다. 각 자원들은 여러 기관에 흩어져 있고 각 기관은 나름대로의 보안 정책을 갖고 있다. 사용자의 입장에서는 안전하면서도 사용의 편리성을 요구할 것이고, 각 자원을 소유하고 관리하는 관리자의 입장에서는 자원이 그리드 환경에 노출되는 것이기 때문에 사용의 편리성보다는 더 안전한 보안을 요구할 것이다. 사용자와 관리자 양방의 편리성과 안전성을 위해 그리드의 보안은 단일 인증(Single-sign-on) 기능을 제공해야 한다. 사용자는 그리드 환경에서 단 한 번의 인증 과정을 거침으로써 그리드에서 사용이 허용된 모든 자원들을 쉽고 안전하게 사용할 수 있어야 한다는 것이다. 사용자 요구사항의 다양성 그리드를 사용하는 사용자는 자신의 애플리케이션 분야에 따라서 요구하는 사항이 서로 다르다. 애플리케이션에 따라 계산량이 많을 수도 있고 통신량이 많을 수도 있고 입출력이 많을 수도 있다. 이런 다양한 요구사항은 고성능 그리드 미들웨어 개발의 제약 요인이 된다. 이와 같은 사항을 고려해 구현한 그리드 미들웨어는 프로세스의 관리, 자원들의 동시 사용, 저장장치의 접근, 그리드 정보 보안, 사용자 인증, 네트워크 QoS, 자원 예약 등과 같은 핵심 서비스를 제공해야 한다. 그리드 개발 환경의 구축 중에서도 그리드 미들웨어의 개발이 가장 중요한 핵심 부분이라고 할 수 있다. 데이터 전송의 문제점 보안 문제 사용자 요구사항의 다양성

17 목 차 적용 분야 및 사례 1 Grid Computing의 개념 2 Grid Computing 개발배경 3 구 현 4 5
구 현 적용 분야 및 사례 4 5 향후 발전방향 및 전망 6 맺 음 말

18 World Community Grid 2004년 말 유엔, 세계 보건 기구, 과학 연구 기관 및 대학, 컴퓨터 업체들이 연계
인류의 복지 증진 및 인도주의적 연구에 활용 주요 연구 분야: - HIV, SARS, 알츠하이머, 암 등의 질병치료 위한 유전자 해독 - 단백질 해독 - 자연 재해 예측 - 전 세계 식량 및 수자원 보호 연구

19 적용분야 및 사례 공공분야 기업분야 국가차원

20 공공분야 1. NDMA (National Digital Mammographic Archive)
- 미국 펜실베니아 대학이 주도한 데이터 그리드 프로젝트 - 수천 개의 병원들이 디지털 형태로 유방암 사진을 저장 2. 국가 e-Science 구축사업 - 미국과 영국, 일본 등 선진국은 국가 경쟁력 제고를 위한 e-Science 프로젝트를 정부 차원에서 집중적으로 육성 - 공동연구 및 자원공유에 제한적인 기존 연구환경의 문제점을 극복하고 분산협업 연구환경 제공을 통해 연구개발의 생산성을 획기적으로 높임 3. 네덜란드 국가 그리드 (Dutch National Grid) - SURFnet 대학 네트워크를 이용해 네덜란드 국내 대학의 리눅스 클러스터 시스템을 연결 연결하는 그리드 망 구축되면 ASCI 연구 지원 프로젝트가 진행 IBM 참여 1.NDMA : 유방암 검사 등에 이용되는 유방 X선 뢴트겐 사진 등의 의료 데이터들을 디지털 기술을 이용하여 저장하고 공유함으로써 임상의들이 치료와 예방을 목적으로 데이터를 보다 쉽게 활용할 수 있게 하는 프로젝트이다. 최근 FDA는 의료 데이터를 디지털 정보로 변환하여 저장하는 것이 의료 발전에 크게 기여할 수 있다고 인정하고, 매년 2,000여 개의 병원이 14조 바이트의 정보를 저장하게 되면 약 28 페타 바이트의 정보가 생성된다고 발표하였다.

21 기업분야 금융 부문 금융 서비스 분야에서, 그리드 컴퓨팅은 트랜잭션 속도를 높이고, 거대한 양의 데이터를 쪼개고, 미션 크리티컬 환경에서 보다 안정적인 IT 환경을 제공한다. 제약 부문 게놈(GENOME) 연구와 의약 개발을 하는 생명 과학 분야의 기업들은 병렬의 그리드 컴퓨팅을 사용하여 거대한 양의 데이터를 처리 및 비교할 수 있다. 빠른 프로세싱으로 시장 진입이 빨라 진다는 것을 의미하며 이것은 결정적인 요소이다.

22 국가차원 국내 년 5월 정보통신부와 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 주축이 되어 국가그리드기본계획을 수립하였다. 2. 이의 보급과 확대를 위해 GridForumKorea( 구성 3. IT, BT, NT 등의 첨단 핵심 기술에 대한 경쟁 우위 확보 위해 인프라를 Grid로 구축하는데 투자 해외 테라그리드(TERAGRID): 미국에서 진행중인 현재 가장 대표적인 국가 주도의 그리드 컴퓨팅 사례

23 적용분야 및 사례 기타 부문 1. 에너지 부문 : 석유 탐사 그래픽 시뮬레이션 소프트웨어인 DMS, VIP사의 G.C 도입하여 지하에 저장된 석유 위치와 시추할 위치를 결정하는데 많은 도움 2. 수치해석 부문: 수치해석 라이브러리와 가시화 프로그램의 신속하고 안정적인 결과도출을 위해 적용 3. IT Consolidation 부문: 서비스 이용자의 자원정보의 신속하고 안정적으로 수행하기 위해 도입

24 목 차 향후 발전방향 및 전망 1 Grid Computing의 개념 2 Grid Computing 개발배경 구 현 3 4
구 현 3 4 적용 분야 및 사례 5 향후 발전방향 및 전망 6 맺 음 말

25 향후 발전방향 및 전망 그리드 기술 표준의 발전 - OGSA - WSRF - SOA IT 기술의 융합 현상 가속화

26 향후 발전방향 및 전망 데이터 그리드→정보 그리드→지식 그리드
-급변하는 비즈니스 환경 하에서 기업의 최대 과제는 고객의 요구에 신속하고 유연하게 대응하는 것이다. 이를 위해서는 IT 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있어야 한다. 따라서 데이터 그리드에서 정보 그리드,지식 그리드로 올라 갈수록 생성되는 가치는 더욱더 증가하게 된다 Ubiquitous 를 가능하게 하는 인프라 -언제 어디서나 네트워크에 접속하여 산재한 컴퓨터 및 디바이스를 쉽고 편하게 사용할 수 있는 환경을 만들어 준다

27 목 차 맺 음 말 1 Grid Computing의 개념 2 Grid Computing 개발배경 구 현 3 4
구 현 3 4 적용 분야 및 사례 5 향후 발전방향 및 전망 맺 음 말 6

28 맺 음 말 그리드 컴퓨팅은 사회 변화의 매개체 역할 기술적 문제와 불확실성
그리드 컴퓨팅이 만들어내는 가능성에 대해 이해하면서 국가나 기업은 이러한 가능성들이 공동체에 의미하는 바를 지속적으로 연구해야 할 것

29 Thank You !