1 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Entwicklung und Evaluation eines Raytracing-Dienstes für das Venice Service Grid Alexander Arimond.

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1 1 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Entwicklung und Evaluation eines Raytracing-Dienstes für das Venice Service Grid Alexander Arimond University of Kaiserslautern, Germany Email: a_arimon@informatik.uni-kl.de - Projektarbeit - November 2009

2 2 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Überblick Motivation Grundlagen –Grid Computing –Venice Service Grid –Globus Toolkit 4 –Raytracing POV-Ray-Dienst Evaluation Zusammenfassung und Ausblick

3 3 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Motivation Das Rendern von 3D-Szenen mit Raytracing ist unter Umständen ein sehr aufwändiger Prozess Eventuell Laufzeiten von mehreren Tagen Dieses Bild wurde mit POV-Ray in 4.5 Tagen auf einem Athlon 5600+ gerendert. http://hof.povray.org/pebbles.html

4 4 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Motivation Eine Lösung bietet Grid Computing Parallelisierung des Renderns Verwendung mehrerer CPUs Beschleunigung des Gesamtprozesses Ziele dieser Projektarbeit: Entwicklung eines Raytracing-Dienstes für das Venice Service Grid Einbeziehung von Grid-Computing Evaluation des Dienstes hinsichtlich Performanz

5 5 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Grid Computing Frühere Definition von Ian Foster und Carl Kesselman: Ein Grid ist eine Hardware- und Software-Infrastruktur, die einen zuverlässigen, konsistenten, von überall erreichbaren und preiswerten Zugriff auf die Kapazitäten von Hochleistungsrechnern ermöglicht. (The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure, 1998) Hier: Nutzung externer Kapazitäten zur Beschleunigung des Renderns

6 6 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Venice Service Grid Von der AG ICSY entwickelt Leichtgewichtiges Framework zur Bereitstellung Webservice- basierter Dienste Ziel: einfaches Erstellen, Entwickeln, Integrieren und Benutzen von Diensten ermöglichen Einige Dienste: E-Mail SMS Notification Service Timekeeper

7 7 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Globus Toolkit 4 Middleware zur Schaffung von Grid-Systemen Beschäftigung mit Kernpunkten verteilter Systeme: Sicherheit Zugang, Verwaltung und Finden von Ressourcen Verteilung von Daten GT4 basiert teilweise auf Web Services Technologie Wichtige Komponenten: GridFTP (Datentransfer) Grid Resource Allocation Management (Auftragserteilung) Grid Security Infrastructure (Authentifizierung)

8 8 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Raytracing Algorithmus zur Bildsynthese von 3D-Szenen Beruht auf der Rückverfolgung von Lichtstrahlen vom Augpunkt aus hin zur Lichtquelle Je nach Komplexität der Szene sehr aufwändig Kann pixelweise parallelisiert werden Hier wird der Raytracer POV-Ray zum Rendern verwendet http://de.wikipedia.org/wiki/Raytracing

9 9 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany POV-Ray-Dienst (Überblick) Client POV-Ray Service GT4 Service Grid GRAM.pov rsl E-Mail/SMS Notification Render in Grid Get result

10 10 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany POV-Ray-Dienst (1) Venice Grid GT4 Service Globus Toolkit 4 GRAM SOAP GridFTP POV-Ray Service Client SOAP X.509 Proxy

11 11 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany POV-Ray-Dienst (2) Client legt fest: Eingabebeschreibung Konfigurationsdatei Sonstige benötigte Dateien (includes) Höhe und Breite des Bildes Kontaktinformationen: E-Mail und SMS Und für das Rendern im Grid: Anzahl der Prozesse Kontaktinformationen für Grid-Knoten Proxy-Zertifikat Client SOAP

12 12 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany POV-Ray-Dienst (3) Operationen POV-Ray-Dienst: render renderInGrid getStatus getResult deleteJob Venice GT4 Service POV-Ray Service SOAP Operationen GT4-Dienst: copyFileToGrid copyFileFromGrid deleteFileInGrid submitJob getStatus Notification

13 13 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany POV-Ray-Dienst (4) Über GridFTP findet der Dateitransfer statt GRAM nimmt Aufträge entgegen Authentifizierung über Proxy-Zertifikate Grid Globus Toolkit 4 GRAM SOAP GridFTP X.509 Proxy

14 14 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Evaluation

15 15 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Zusammenfassung und Ausblick POV-Ray-Dienst als vertikaler Dienst ermöglicht das Rendern von 3D-Szenen GT4-Dienst als horizontaler Dienst ermöglicht den Zugriff auf externe Grid-Ressourcen Der Vorgang des Renderns kann durch externe Grid- Ressourcen beschleunigt werden Erweiterungen: Animationen ermöglichen (POV-Ray-Dienst) Monitoring and Diagnostics Services (GT4-Dienst) Authentifizierung mit MyProxy (GT4-Dienst)

16 16 Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Fragen?