Cloud computing v praxi: Využití cloudu ve vědě a výzkumu

Petr Švec , 17. srpen 2010 07:00 1 komentářů

cloud
Jedním z oborů lidské činnosti, kde přechod na cloud computing může znamenat významný krok kupředu a rychlejší celkový vývoj, je oblast vědy a výzkumu. Právě cloudové služby mohou být pomyslným lékem na chronický nedostatek zdrojů nutných k provádění vědeckých experimentů a testování jednotlivých předpokladů. Právě vědecké instituce a cloud budou tématem dnešního dílu seriálu Cloud coputing v praxi.

Earth

Oblast vědy a výzkumu je přímo charakteristická vysokými požadavky na výkonný hardware nutný k provádění složitých výpočtů a modelů nejrůznějšího druhu. Není se čemu divit, že právě vědecké instituce patřily mezi první uživatele „prehistorických“ sálových počítačů, či to byly právě univerzity a vědecké laboratoře, které byly v roce 1969 propojeny prapředkem dnešního internetu, sítí ARPANET. Ale ani současné superpočítače ale mnoha vědeckým výzkumům nestačí. Respektive stačily by, ale je jich příliš málo. Jinými slovy oblast vědy a výzkumu vyžaduje takové množství hardwarových zdrojů, které není možné jim fyzicky poskytnout a vždy tak bude existovat nedostatek.

I proto se v průběhu posledních dvou desetiletí objevily iniciativy distribuovaných výpočtů, z nichž pravděpodobně nejznámější je iniciativa Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, neboli BOINC. Jejím smyslem je nahradit nedostatek vědeckých hardwarových kapacit využitím civilních počítačů za předpokladu, že k tomu jejich majitelé dají souhlas. Účastí v projektu se tak majitelé i toho nejhoršího starého počítače mohli začít podílet na projektech jako je dlouhodobá předpověď počasí, výzkum genomu rakoviny, nebo analýza signálů zachycených ve vesmíru známější jako SETI@home.

Nápad na využití distribuovaných výpočtů je ve své podstatě naprosto geniální. Jeho autoři vychází ze správného předpokladu, že soukromý sektor, tedy firmy a domácnosti, budou vždy spontánně realizovat několikanásobně větší investice do IT infrastruktury, než kdy bude schopna jakákoliv vláda, nebo vědecká organizace jako jeden z jejích subjektů. Právě využitím těchto zdrojů, které vědce navíc nic nestojí, neb jsou postaveny na naprosto dobrovolném přístupu účastníků, tak umožnil zněkolikanásobit výkon dostupný pro spouštění a ověřování jednotlivých experimentů.

S tím, jak se svět informačních technologií pomalu obrací k novému fenoménu cloud computingu, objevují se také úvahy nad jeho využitím pro vědecké účely. Není se ostatně čemu divit, cloud computingu přichází přesně s nabídkou toho, co vědci potřebují, tedy obrovským množstvím výpočetního výkonu a prostoru pro data. Míra využívání jednotlivých zdrojů se přitom dá velmi dobře škálovat a je tak možné poměrně snadno kontrolovat zdroje dostupné pro jednotlivé vědecké projekty, stejně jako zajistit optimální využití hardwaru tak, aby ani chvíli nepracoval nazmar.

V podstatě existují dva způsoby toho, jak by se vědecké instituce do oblasti cloud computingu mohly zapojit. Ta první spočívá na myšlence, že by se staly jedním z mnoha zákazníků některého z poskytovatelů cloudových služeb. Využívaly by pravděpodobně pouze platformu IaaS, přičemž měsíční platby by tak byly založeny na množství „odebraného“ výkonu. Bezesporu by se také dalo dosáhnout oboustranně výhodné dohody mezi vědeckými institucemi a poskytovatelem cloudových služeb, kdy by za běžných okolností vědci mohli využívat jen část výkonu, a pouze v případě poklesu vytíženosti ze strany firemních klientů by jim bylo umožněno odebírat víc.

Pro poskytovatele by to znamenalo optimální využití draze vystavěných datových center, pro vědecké instituce pak možnost získat poměrně levně přístup k velkým hardwarovým zdrojům. Velkou výhodou tohoto řešení pro vědce jsou prakticky nulové fixní náklady na zapojení do systému, které by zahrnovaly prakticky jen přípravu výzkumných aplikací schopných provozu v cloudu. S jistotou lze také říct, že kumulované měsíční poplatky by také byly mnohem nižší, než kolik by instituce zaplatily za výstavbu vlastního datového centra, nebo superpočítače.

Vědecké cloudy


Druhou možností je vznik takzvaných specializovaných vědeckých cloudů, tedy v podstatě specifických datových center postavených přesně na míru potřebám vědců. Některá z vědeckých institucí by pak působila v pozici poskytovatele cloudových služeb a na základě určeného klíče by ostatním institucím přidělovala množství dostupného prostoru, či případně pořadí ve frontě. Nevýhodou je poměrně vysoká investice do výstavby, vybavení, údržby a obnovy takového centra.



Cloud computing v praxi je seriál, který pro vás od dubna 2010 každé úterý připravujeme. Jeho cílem je poskytnout odpovědi, které ve spojení s technologií cloud computingu čím dál tím častěji vyvstávají a informovat o aktuálních trendech a novinkách z této oblasti.

Máte námět na zajímavé téma z oblasti cloud computingu, o kterém máte co říct, nebo o kterém si chcete přečíst? Napište nám ho na redakce@itbiz.cz.

První vědecké cloudy se objevily už v roce 2008, přičemž v současnosti slouží pouze v malém rozsahu a jejich smyslem je otestovat udržitelnost a vhodnost cloudu a cloudových služeb pro vědecké účely. Existující vědecké cloudy se tak zaměřují především na vývoj systému schopného provozu na platformě IaaS, do kterého by se následně daly jednoduše neimportovat jednotlivé vědecké aplikace. Projekty tohoto typu se také snaží zodpovědět otázky spojené s hardwarovou připraveností současných cloudových řešení pro vědecké účely, okolo které panuje mnoho dosud nezodpovězených otázek.

Hlavním problémem, se kterým se vědci ve snaze využít cloud potýkají, je rychlost komunikace s jednotlivými datovými centry, které následně sráží výkon řešení jako celku. Jak jsme už informovali, na řešení tohoto problému se zaměřuje nedávno odstartovaný projekt Magellan, v rámci kterého dojde na otestování desítek prvků, jako jsou datová pole, switche, a síťové karty.

Využití cloudu pro vědecké účely je veskrze logickým krokem, na jehož plnou realizaci si ještě několik let budeme muset počkat. Kromě výše zmíněných problémů brání rychlému přechodu na cloud, jak firemních, tak i vědeckých institucí, další nezodpovězené otázky spojené především s jednotlivými aspekty bezpečnosti poskytovaných služeb. Bezpečnostními riziky cloudu jsme se podrobněji zabývali v předchozích příspěvcích.


Komentáře

Náhodný kolemjdoucí #1
Náhodný kolemjdoucí 21. srpen 2010 21:08

"distribučních výpočtů"
Správne je "distribuOVANÝCH výpočtov".
(http://cs.wikipedia.org/wiki/Distribuovaný_výpočet
http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_computing
distributED computing)
Boinc-u ZDAR (<a href="http://boinc.berkeley.edu/">http://boinc.berkeley.edu/</a>).

RSS 

Komentujeme

Skutečně software pohltí svět?

Pavel Houser , 22. duben 2017 14:00
Pavel Houser

Výrok, podle něhož má software pojídat svět, jako první použil (zřejmě) Marc Andreessen v roce 2011 ...

Více





RSS 

Zprávičky

Vláda indického Kašmíru zakázala na měsíc sociální sítě

ČTK , 27. duben 2017 13:00

Vláda indického státu Džammú a Kašmír nařídila nejméně na měsíc blokádu sociálních sítí na kašmírské...

Více 0 komentářů

FlashStation pro analýzu velkých objemů dat

Pavel Houser , 27. duben 2017 11:54

Synology představuje zařízení FlashStation FS2017 Podle dodavatele jde o server NAS typu all-flash ...

Více 0 komentářů

Čtvrtletní zisk Samsungu stoupl téměř o polovinu

ČTK , 27. duben 2017 10:00

Ve druhém čtvrtletí by měl výsledky dále podpořit nový Galaxy 8....

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Kamery pro systémy SCADA

Pavel Houser , 27. duben 2017 09:00

Axis uvádí na trh kamery chráněné proti výbuchu pro rychlé zvládání nehod a efektivní běh kriticky n...

Více 0 komentářů

Praha pořídí navigaci pro návštěvníky Škodova paláce

ČTK , 26. duben 2017 15:30

Praha pořídí navigaci pro návštěvníky Škodova paláce. Na internetových stránkách karty MHD lítačka z...

Více 0 komentářů

Soudy mají dle Šabatové zveřejňovat více rozhodnutí elektronicky

ČTK , 26. duben 2017 13:30

Kancelář veřejného ochránce práv není spokojená s tím, jak okresní, krajské a vrchní soudy naplňují ...

Více 0 komentářů

QNAP představuje řadu NAS serverů TS-x53B se čtyřjádrovým procesorem

Pavel Houser , 26. duben 2017 12:00

Řada TS-x53B s podporou duálního systému QTS-Linux umožňuje uživatelům vyvíjet nebo využívat balíčky...

Více 0 komentářů