GESISWiesbaden 12. Mai 2006 GESIS Wiesbaden 12. Mai 2006 D-Grid: Neue Forschungsmoeglichkeiten durch Grid-Technologien Wolfgang Gentzsch, D-Grid, North.

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1 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 GESIS Wiesbaden 12. Mai 2006 D-Grid: Neue Forschungsmoeglichkeiten durch Grid-Technologien Wolfgang Gentzsch, D-Grid, North Carolina Grid, Global Grid Forum wgentzsch@d-grid.de

2 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Themen Was ist ein Grid ? Warum Grids ? Die deutsche Grid Initiative Grid-Anwendungen: Beispiele Vision

3 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Was ist ein Grid ? Verteilte, vernetzte Computing- und Daten-Ressourcen Die zugrunde liegende IT-Infrastruktur fuer globales HPC Networking und Computing Infrastruktur fuer Utility Computing Verteilte Plattform fuer gemeinsam genutzte Experimente und Instrumente Die naechste Generation der Enterprise IT Architektur Die naechste Generation von Internet und WWW Computing aus der Steckdose usw…..

4 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Grid: eine Beschreibung... Alte WeltNeue Welt Statisch Silo Physikalisch Manuell Anwendungen Dynamisch Offen Virtuell Automatisch Services Von S ilo-Orientierter Architektur zur Service-Orientierten Architektur Courtesy Mark Linesch, GGF

5 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Ressourcen Auslastung: von bisher 20% auf im Grid 80% Produktivitaet: mehr Arbeit in kuerzerer Zeit Business Flexibilitaet: flexibles Anpassen der Ressourcen an dynamische Business-Prozesse On Demand: man bekommt Ressourcen, wenn man sie braucht Einfacher Zugriff: transparent, remote, sicher, von ueberall Kollaborativ: Zusammenarbeit uebers Internet Failover: migrate/restart Anwendungen automatisch Ressource Virtualisierung: Zugriff auf Services, nicht Server Heterogenitaet: Plattformen, OSs, Devices, Software Virtuelle Organisationen: Auf- u Abbau von Ressourcen on the fly Warum Grids ?

6 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Globale Grid Community

7 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 …und 1000e von Enterprise Grids Life Sciences Startup and cost efficient Custom research or limited use applications Multi-day application runs (BLAST) Exponential Combinations Limited administrative staff Complementary techniques Electronic Design Time to Market Fastest platforms, largest Grids License Management Well established application suite Large legacy investment Platform Ownership issues Financial Services Market simulations Time IS Money Proprietary applications Multiple Platforms Multiple scenario execution Need instant results & analysis tools High Performance Computing Parallel Reservoir Simulations Geophysical Ray Tracing Custom in-house codes Large scale, multi-platform execution

8 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Die deutsche D-Grid Initiative *) Services for Scientists *) gefoerdert vom BMBF 2005 - 2008

9 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 E-Science in Deutschland Aktionsprogramm der Bundesregierung: Informationsgesellschaft Deutschland 2006 Die Entwicklung einer deutschen e-Science Initiative ist eine strategische Aufgabe E-Science in Deutschland soll primär die Wissenschaft fördern und durch die Wissenschaft getragen werden, aber gleichzeitig vielfältige Ansätze für eine Zusammenarbeit mit der Wirtschaft aufzeigen. Langfristige Zielsetzung: Services for Scientists, sich selbst tragende Dienstleistungen für die Wissenschaft

10 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Ziele e-Science Initiative Aufbau einer Grid-Infrastruktur in Deutschland Bündelung der deutschen Grid-Aktivitäten bzgl. Infrastruktur, Middleware und Anwendungen Integration der in den Community-Grids entwickelten Grid-Middlewarekomponenten Entwicklung von e-Science-Diensten für die Wissenschaft Science-Service-Grid (urspruenglich) F&E-Service Grids (DGrid2: Einbeziehen v Industrie) Kritisch: Nachhaltigkeit nach Ende der Projektförderung BMBF Integration neuer Communities (2. Generation) Geschäftsmodelle

11 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Community Grids Generic Grid Middleware and Grid Services Information and Knowledge Management Grid specific Developments Application CG Middle- ware Grid specific Development Application CG Middle- ware D-Grid Struktur Courtesy Dr. Krahl PT/BMBF Integration Project

12 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Verbundübergreifende Zusammenarbeit Generische Grid-Middleware und Grid-Services Integrationsprojekt Astro-Grid C3-Grid HEP-Grid IN-Grid MediGrid ONTOVERSE WIKINGER Textgrid VIOLA eSciDoc D-Grid Wissensmanagement Im Wissensnetz WIN-EM

13 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Übersicht

14 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Quasi-Standard Werkzeuge Beispiel: Das Globus Toolkit 2. Auffinden von Ressourcen, MDS 3. Versenden von Jobs, GRAM 4.Datentransfer, GridFTP 1.Sichere Umgebung, GSI Globus Toolkit bietet 4 Basisfunktionen zum Aufbau von Grids Courtesy Gridwise Technologies

15 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 D-Grid Middleware Nutzer Application Development and User Access GAT API Data/ Software Resources in D-Grid High-level Grid Services Basic Grid Services Distributed Data Archive User Network Infrastructur LCG/gLite Globus 4.0.1 Accounting Billing User/VO-Mngt Scheduling Workflow Management Data management Security Plug-In UNICORE Distributed Compute Resources GridSphere Monitoring

16 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 D-Grid-2 Ausschreibung Aufbau von Service Grids fuer Forschung und Entwicklung, Basierend auf der existierenden D-Grid Infrastruktur Kooperationen von Wissenschaft, Wirtschaft und Service Provider Zielt auf dauerhaft tragfaehige Geschaeftsmodelle ab 3 Themenfelder: - generische Service Provider Grids (horizontal) - Community Grids (vertikal) - Ergaenzungen/Ausbau D-Grid Ankuendigung April 06, Projektskizzen Juni 02, Volumen ca 20ME

17 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Grid Anwendungen Beispiele

18 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Gridspezifische Entwicklungen Integrationsprojekt Kooperations- und Geschäftsmodelle InGrid: Virtuelle Prototypen und Modellierung in der Industrie Gieß- prozesse Umform- prozesse Strömungs- prozess e Grundwassertrans portprozesse Wissensbasierte Unterstützung von ingenieurspezifischen Entscheidungsprozessen Unterstützung von ingenieurspezifischen Workflows Verteilte simulations-basierte Produkt- und Prozessoptimierung Methoden und Modelle zur Lösung ingenieurspezifischer Probleme im Grid Fluid-Struktur/ Magneto-Hydro dynamik Kopplung Sicherheits- und Vertrauensmodelle Gridspezifische Entwicklungen AP 2 AP 3AP 4

19 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Climate research moves towards new levels of complexity: Stepping from Climate (=Atmosphere+Ocean) to Earth System Modelling Earth system model wishlist: Higher spatial and temporal resolution Quality: Improved subsystem models Atmospheric chemistry (ozone, sulfates,..) Bio-geochemistry (Carbon cycle, ecosystem dynamics,..) Increased Computational demand factor: O(1000 -10000) C3 Grid: Collaborative Climate Community Data and Processing Grid

20 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Raw Data Metadata Molecule Homogenization Target data Metadata Population Metadata Patient Metadata Illness Metadata Organ/Tissue Metadata Cell Search, Find, Select Access Control Correlate, Process, Analyze Resulting Data Presentation Final Result MediGrid: Mapping von Characteristica, Eigenschaften, Rohen Daten, usw

21 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 TextGrid Workbench 1.Publishing 2.Text Processing 3.Text Retrieval 4.Linking 5.Workflow TextGrid Modulare Plattform für verteilte, kooperative wissenschaftliche Textdatenverarbeitung. Erstellung eines Community-Grid für die Geisteswissenschaften

22 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 coordinated problem solving on dynamic and heterogeneous resource assemblies IMAGING INSTRUMENTS COMPUTATIONAL RESOURCES LARGE-SCALE DATABASES DATA ACQUISITION,ANALYSIS ADVANCED VISUALIZATION Tele-Science Grid Courtesy of Ellisman & Berman /UCSD&NPACI

23 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 Vision: Anyone, anywhere, anytime, any device Integration neuer Instrumente und Informationsquellen: zB Handy, PDA, intelligente Sensoren, Sensornetze, Gesundheitsmonitore, usw Komponenten in Autos, Maschinen, Strassen, Bruecken, Kleidung,… Echtzeit-Analyse von riesigen Datenmengen Policies, Grid Economy, fuer stabilen, effizienten Service-Betrieb Ueberwinden politischer, organisatorischer, sozialer Grenzen

24 GESISWiesbaden 12. Mai 2006 The Innovation Engine wgentzsch@d-grid.de Danke ! Folien sind verfuegbar: