Definizione e caratteristiche del Grid computing in informatica

Il termine Griglia, o in inglese Grid, è stato coniato intorno alla metà degli anni Novanta. Il vero e specifico problema alla base del concetto di Griglia è la condivisione coordinata di risorse all’interno di una dinamica e multi-istituzionale organizzazione virtuale (Virtual Organization o abbreviato VO). La condivisione non è limitata solo allo scambio dei file, ma si estende all’accesso diretto a, a software, in generale a tutto l’hardware necessario alla risoluzione di un problema scientifico, ingegneristico o industriale. Gli individui e le istituzioni, che mettono a disposizione della griglia le loro risorse per la medesima finalità, fanno parte della stessa VO. Caratteristica comune dei progetti Grid è la necessità di disporre un ambiente di calcolo dataintensive, all’interno del quale le applicazioni hanno il bisogno di accedere a grandi quantità di dati geograficamente distribuiti in maniera veloce e affidabile ed, è proprio l’onere della Grid, far operare tali applicazioni nel miglior modo possibile.

È facile osservare che nessun computer attualmente in commercio sarebbe in grado, da solo, di elaborare simili moli di dati in tempi ragionevoli; tuttavia la condivisione di risorse quali CPU e dischi opportunamente coordinati può dare l’impressione all’utente di accedere ad un supercomputer virtuale, con una incredibile potenza computazionale e capacità di memorizzazione in grado di sopportare grandi carichi di lavoro. Dall’idea di far apparire tutta l’architettura di un Grid Computing come un unico supercomputer virtuale, celando all’utilizzatore tutta la complessità interna e mostrandogli solo i benefici, nasce l’esigenza di progettare e realizzare uno schedulatore di risorse Resource Broker.

Esso è uno dei componenti critici del sistema di gestione delle risorse, ha il compito di assegnare le risorse ai job (Gridlet), in modo da soddisfare le esigenze delle applicazioni e del sistema. Le risorse di cui esso deve tenere traccia e gestire includono sistemi di calcolo e sistemi di immagazzinamento dati.

Lo scheduling è un campo tradizionale dell’informatica, ma nonostante siano state studiate molte tecniche per numerose tipologie di sistemi (da uniprocessore a multiprocessore ai sistemi distribuiti), le caratteristiche tipiche delle griglie di dati rendono molti di questi approcci inadeguati. Infatti, mentre nei sistemi tradizionali le risorse e i job sono sotto il diretto controllo dello schedulatore, le risorse delle griglie sono geograficamente distribuite. Queste ultime sono di natura eterogenea e, appartengono a diversi individui o organizzazioni, ciascuna con le proprie politiche di scheduling, modelli di costo di accesso differenti, carichi di lavoro e disponibilità di risorse che varia dinamicamente nel tempo. La mancanza di un controllo centralizzato, insieme alla presenza di utenti che generano job molto diversi l’uno dall’altro, rendono la schedulazione più complicata rispetto a quella dei sistemi di calcolo tradizionali.

In Europa e negli Stati Uniti sono sorti diversi tipi di GRID Computing, ciascuno ideato per adattarsi al meglio alle particolari risorse da condividere e agli ambiti di ricerca in cui operare.