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WebServices and Grid Computing
Ein Vortrag von Frank Schlesinger zum Seminar “Advanced Topics in Networking”, WS 03/04, Prof. Dr. Schiller
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Überblick Grid Computing Web Services WebServices and Grid Computing
Einleitung und Definition Beispiele Web Services Einleitung und Standards WebServices and Grid Computing Spezifikation und Code
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1. Grid Computing
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1.1 Einleitung Erste erfolgreiche Experimente vor 10 Jahren - Rick Stevens (Argonne), Tom DeFanti (UI). Großes Interesse von U.S. reg. Organisationen (DARPA, DOE, …) Unterstützung aus der Wirtschaft (IBM, SUN, …)
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1.2 Definition Netzwerk Technologie zum Zwecke des flexiblem,
sicherem, koordiniertem, “resource sharing”
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1.2 Definition zwischen dynamischen Gruppen von Einzelnen oder
Institutionen.
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1.3 Aufgabe GC soll “Grid Probleme (GP)” lösen.
GPs sind Probleme bei denen die Zusammenschaltung von vielen Resourcen aus verschiedenen Netzen zur Lösung sinnvoll ist.
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1.4 Ein Beispiel 3 Firmen: A baut Flugzeuge.
B testet Flugzeugmodelle im Windkanal. C verkauft CPU Leistung. Die 3 Firmen residieren an verschiedenen Orten der Welt.
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1.4 Ein Beispiel A C B Baut Flugzeuge Testet Modelle
Verkauft CPU Leistung
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1.4 Ein Beispiel Die Firmen benutzen GC, damit:
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1.4 Ein Beispiel B auf Modelldaten von A zugreifen kann A B
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1.4 Ein Beispiel B während des Messvorgangs CPU Leistung von C benutzen kann A B C
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1.4 Ein Beispiel A die Ergebnisse in Echtzeit erhällt. A B C
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1.5 Weitere Beispiele Tausende Physiker werten CERN Experiment aus.
Ein Softwarehersteller schaltet Rechner für “nightly build” zusammen. Online Meta-Bibiliothek
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1.6 Abgrenzung GC überschneidet sich mit herkömmlichen Netzwerk Technologien. Z.B.: VPN, Peer-To-Peer, LDAP, … GC vereinigt in sich Vorteile vieler “special purpose” Technologien. GC geht noch weiter.
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1.6 Abgrenzung “recource sharing” mit GC überschreitet Grenzen von Platformen, Firmen, Domains, … “resource” kann fast alles sein. Z.B.: Dateien, CPU-Power, Benutzerinformationen
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1.7 Virtuelle Organisation
Teilnehmer im GC bilden eine Virtuelle Organisation (VO). VOs können on-demand enstehen und enden - sie sind dynamisch. Teilnehmer können in mehreren VOs partizipieren.
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1.7 Virtuelle Organisation
VO C B
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1.7 Virtuelle Organisation
VO 1 VO 2 B C ?
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1.8 Architektur GC ist software.
Globus Toolkit (Globus Alliance [ SUN, IBM, … Architektur ist ein Protokoll-Stack.
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1.9 Fabric Ebene Unterste Ebene im Stack
Proprietärer Code für physikalische Resourcen Von außen Zugriff via Interface Resourcen implementieren Enquiry und Resource Mana-gement Operationen. Fabric Link
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1.9 Fabric Ebene Eine phys. Resource, die diese Op. implementiert ist eine: Grid Resource (GR) Verschiedene Arten von GRs existieren: Fabric Link
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1.10 Connectivity Ebene Greift auf GR über Interface zu und behandelt
Kommunikation und Authetifizierung mit GR. Internet Transport Connectivity Fabric Link
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1.11 Resource Ebene Stellt Interfaces, APIs und SDKs bereit zum Zugriff auf GR via Connectivity Ebene. Resource Transport Connectivity Internet Fabric Link
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1.12 Colective Ebene Behandelt Aufgaben des globalen Zustands des Grid
sowie Gruppen von Resourcen. Collective Resource Transport Connectivity Internet Fabric Link
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1.13 Application Ebene Hier liegen die Anwendungen die auf dem Grid laufen. Application Application Collective Resource Transport Connectivity Internet Fabric Link
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2. WebServices
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2.1 Einleitung Bekannte Technologien (HTTP, XML) werden hier zusammengefasst. Neue Standards kommen dazu (W3C [
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2.2 Definition Eine Anwendung, auf die über WebService Protokolle zugegriffen werden kann heißt WebService.
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2.3 Beispiele Webseiten CGI Skripte via Web RPC via SOAP …
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2.4 Standards WebServices werden weiterentwickelt.
Abstraktion von konkreter Aufgabe. Mehr Flexibilität
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2.4 Web Service Description Language
WSDL ist auch XML basiert. WSDL beschreibt WebServices als Endpunkte. Auf einem Endpunkt werden Operationen definiert, die die eingehenden Daten bearbeiten.
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2.4.1 WSDL Beispiel Der Kopf <?xml version="1.0"?><definitions name="StockQuote"targetNamespace=" xmlns:tns=" xmlns:xsd1=" xmlns:soap=" xmlns="
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2.4.1 WSDL Beispiel Typdefinitionen <types>
<element name="TradePriceRequest"> <complexType> <all> <element name="tickerSymbol” type="string"/> </all> </complexType> </element>
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2.4.1 WSDL Beispiel Typdefinitionen
<element name="TradePrice"> <complexType> <all> <element name="price" type="float"/> </all> </complexType> </element> </types>
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2.4.1 WSDL Beispiel Messagedefinitionen
<message name="GetLastTradePriceInput"> <part name="body" element="xsd1:TradePriceRequest"/> </message> <message name="GetLastTradePriceOutput"> <part name="body" element="xsd1:TradePrice"/> </message>
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2.4.1 WSDL Beispiel Portdefinitionen
<portType name="StockQuotePortType"> <operation name="GetLastTradePrice"> <input message="tns:GetLastTradePriceInput"/> <output message="tns:GetLastTradePriceOutput"/> </operation> </portType>
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2.4.1 WSDL Beispiel Bindings <binding> <soap:binding>
<operation name="GetLastTradePrice"> <soap:operation soapAction=" <input><soap:body use="literal"/></input> <output><soap:body use="literal"/> </output> </operation> </binding>
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2.4.1 WSDL Beispiel Services
<service name="StockQuoteService"> <documentation>My first service </documentation> <port name="StockQuotePort" binding="tns:StockQuoteBinding"> <soap:address location=" </port> </service> </definitions>
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2.5 weitere WebService Protokolle
WS-Inspection: Sprache zur Beschreibung vorhandener WebServices WS-Notification: Reagiert auf das Zutreffen bestimmter Bedingungen …
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3. WebServices and GridComputing
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3.1 Motivation WebServices bieten viele Vorteile: Offene Standards
Etabliert und verbreitet Vetrauenswürdig
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3.1 Open Grid Standard Infrastructure
Standard vom Global Grid Forum (GGF [ Definiert GridServices (GS) als spezielle WebServices Beschreibung der GS erfolgt in WSDL. WSDL wird um spez. Grid Möglichkeiten erweitert: gWSDL WSDL wird um neue portTypes erweitert.
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3.1 Open Grid Standard Infrastructure
OGSI beschreibt, welche Interfaces GS implementieren müssen. Entwicklungen aus der OGSI können auch für allgeimene WebServices relevant sein (serviceData). Exemplarisch betrachten wir nun serviceData:
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3.2 serviceData - Beispiel
<gwsdl:portType name="exampleSDUse"> * <sd:serviceData name="sd1" type=”xsd:String” mutability=”static”/> <sd:serviceData name="sd2 type=”tns:SomeComplexType”/> <sd:staticServiceDataValues> <tns:sdl>initValue</tns:sd1> </sd:staticServiceDataValues> </gwsdl:portType>
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3.3 GS serviceData GS müssen bestimmte serviceData Typen bereitstellen
<sd:serviceData name=”serviceDataName” type=”xsd:QName” minOccurs=”0” maxOccurs=”unbounded” mutability=”mutable” nillable=”false”/> ... <sd:serviceData name=”gridServiceHandle” type=”ogsi:HandleType” mutability=”extendable”/>
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3.4 mehr OGSI Wie serviceData müssen GS eine ganze Reihe Interfaces implementieren. Z.B.: Grid Service Handle, Grid Service Resolver Oder Fault Informations Alles wiederum in WSDL formuliert
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Noch Fragen?
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3.5 Referenzen [1] Foster, Kesselman, Tuecke: ”The Anatomy of the Grid”. Intl. J . Supercomputer Applications, 2001, [2] Tuecke, Czajkowski, Foster, Frey, Graham, Kesselman, Maquire, Sandholm, Snelling, Vanderbilt: ”Open Grid Service Infrastructure (OGSI) 1.0”. The Global Grid Forum, 2003, [3] Foster, Kesselman, Nick, Tuecke: ”The Physiology of the Grid - An Open Grid Services Architecture for Distributed Systems Integration ”. 2002, The Globus Alliance,
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3.5 Referenzen [4] ”Web Service Description Language (WSDL) 1.1”. World Wide Web Consortium, 2001, [5] ”SOAP Version 1.2 Part 1: Messaging Framework”. World Wide Web Consortium, 2003,
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2.3 Simple Open Acces Protokoll
SOAP ist rel. neues Protokoll zur Verpackung von Daten wie auch HTML. SOAP ist Teilmenge von XML SOAP modelliert Objekte.
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2.3.1 SOAP Beispiel Der Container
<env:Envelope xmlns:env=" ... </env:Envelope>
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2.3.1 SOAP Beispiel Der Header <env:Header>
<n:alertcontrol xmlns:n=" <n:priority>1</n:priority> <n:expires> T14:00:00-05:00 </n:expires> </n:alertcontrol> </env:Header>
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2.3.1 SOAP Beispiel Der Body <env:Body>
<m:alert xmlns:m=" <m:msg> Pick up Mary at school at 2pm </m:msg> </m:alert> </env:Body>
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