Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
1
GridX1 Services Project
A. Agarwal, A. Berman, A. Charbonneau, R. Desmarais, I. Gable, R. Impey, D.Leske, G. Mateescu,  A. Norton, W. Podaima, S. Popov, D. Quesnel
S. Ramage, S. Reynen, R. Sobie, C. Usher, D. Vanderster
CANARIE Inc., Ottawa, Ontario, Canada
National Research Council, Ottawa, Ontario, Canada
University of Victoria, Victoria, British Columbia, Canada
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
2
Overview
Motivation
Concepts
Web Services
Grid Services
Second Generation Web Services
Project Goals
Determine Requirements for a Grid
Evaluate web services based grid computing
Implement a web services based grid
Provide users with an easy to use interface to a web services grid
Requirements
Meta scheduler and Registry Requirements
Monitoring Requirements
Grid Projects Evaluation
Implementation
GridX1 Services Project Test bed and Middleware
Meta Scheduler
Registry
Monitoring
Job Submission Tool
Summary
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
3
Motivation
The increased use of grid technology for scientific analysis has raisedseveral issues over the passed five to six years.
Users of the grid have to be quite knowledgeable to implement clienttools that use grid resources.
Creating extensions to add functionality to a grid are very difficult.
Administration of grid users and resources are time consuming.
To ease these burdens, research in providing web services basedstandards to manage grid communication is being developed to easedevelopment, scalability, accessibility and usability.
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
4
Concepts :web services
web service is any program which  makes itselfavailable over the internet and uses XML as a wayof communicating with other programs. [1]
Web services can be put together to form anarchitecture.  For example, the Service OrientedArchitecture.
The Service Oriented Architecture is a commonway of providing users access to a service.  Thesetraditional web services are considered statelessin that they have no memory of passed events. [2]
SOA_WS
Service Oriented Architecture [2]
basic web service submission
Basic web service usage [4]
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
5
Concepts : grid services
Grid Services, such as those providedby Globus 2, provide the user with theability to access large amounts ofprocessor power and data storage.
The Job Manager service is the mainservice provided to users.  In particularglobus offers a gram service whichaccepts user job submission.
Globus-Config
Globus Grid Services [3]
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
6
Concepts :Second Generation Web Services
Second Generation Web Services, such asGlobus 4, is an extension of web services.  Inparticular the OGSA is an architecture that can beused to implement second generation webservices [4].
The WSRF (Web Services ResourceFramework) implemented by Globus andspecifies Stateful web services as required by theOGSA.
The WSRF uses web services and gives them amemory.  In particular the WSRF describes a WebService resource.
Web Service Resource is a web service with aresource (such as memory).  This leads to statefulweb services which is required by a web servicesgrid.
OGSA_IMG
Globus services offered using WSRF [4]
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
7
Project Goals :Determine Requirements for a Grid
Typically a grid consists of a Metascheduler, Registry, Monitor andone or more grid resources.
Before we go ahead and constructa web services based grid, it wouldbe advantageous to understandwhat is required of the grid.
We must know:
Meta scheduler requirements
Registry requirements
Monitoring requirements
SimpleGrid
Typical Grid Components
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
8
Project Goals :Evaluate web services based grid computing
To gain insight into how grids are currently being implemented, anevaluation of several popular grids (including gridX1) was completedand the grids were assessed by a set of grid requirements whichwere elicited from many knowledgeable grid guru’s.
Several organizations were chosen to evaluate their grid servicesimplementation, these include GridX1, Teragrid, Gridbus, EGEE,NorduGrid and the OSG
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
9
Project Goals :Implement a web services based grid
Once the evaluation of current grids is completed, a web services gridwill be implemented on it.  This will require:
Creation of a test bed : setup networked machines to be assigned asresources or registry or meta scheduler or monitor …..
Installation of selected web services grid middleware
Installation/Creation of a Meta scheduler
Installation/Creation of a Registry
Installation/Creation of a Monitor
Setup of Selected Sites to use the test bed
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
10
Project Goals :Provide users with an easy to use interface to a web services grid
To provide a better experience when using the web services based grid, a user interface to usethe grid will be provided.
This could be in the form of a client tool or possibly with a web browser.
ClientInterface
webclient
Client Tool [5]
Web Broswer [6]
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
11
Requirements :Meta Scheduler Requirements
Primary Meta Scheduling Requirements
Use web services to receive jobs fromclients
Use web services to schedule jobs toresources
***put picture here to clarify usage****
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
12
Requirements :Registry Requirements
Primary Registry Requirements
Use web services to receive resourceupdates
Allow web services access to registryinformation
***put picture here to clarify****
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
13
Requirements :Monitoring Requirements
Primary Monitoring Requirements
Allow web browser access to storedmonitored information
Use Web services to determine status ofgrid to be stored in local database
****insert picture here to clarify***
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
14
Requirements :Grid Projects Evaluation
 One of the project Goals was to complete anevaluation of current grid projects.  This evaluationwould be used to determine how best toimplement a web services grid of our own.
 From the evaluation, we concluded that Teragrid,Gridbus and EGEE grid implementations would bethe best grids to follow for the implementation ofour own web services based grid.
analysis
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
15
Implementation : GridX1 Services Project Test bed and Middleware
Having Chosen Teragrid as a model toimplement our own web services grid, weneed computers to install and test gridsoftware.
To do this, we created a gridX1 servicesproject test bed.
Currently the test bed consists of 15machines.  This includes:
2 Registries
3 Meta schedulers
4 Head Nodes
4 test worker nodes
2 monitors
GridX1 Services Project Test bed Document:http://wiki.gridx1.ca/twiki/svndocs/TestBed.pdf
To facilitate web services communication betweenthe machines, Globus 4 was chosen.
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
16
Implementation :Meta Scheduler
The Meta Scheduler is the most important componentof a grid along with grid middleware to handle theweb services communication.
Globus 4 was chosen to be implemented on the testbed grid.  Globus 4 is web services bases so itmeets are need to use web services as acommunication standard.  Globus has a condorjob manager script as well which GabrielMateescu has been re-writing to serve ourpurposes.  This script can be used to turn Globussubmitted jobs into condor jobs which can then bescheduled.
The Meta Scheduler chosen to be implemented isCondorG.  CondorG is Globus aware and can useGlobus to re-submit jobs to other Globusresources.
MS_EXP
Condor Meta scheduler using Globus 4 web services
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
17
Implementation :Registry
The Registry is the next most importantcomponent of a grid.  In this case, Globus 4comes with a built in registry service calledan index service.
The index service however, did not completelymeet are needs and we had to add twoprograms created by Andre Charbonneauto make it useful to us.
Along with the Globus index server, we added aresource extractor for each resource headnode wishing to publish to our registry, anda resource class ad extractor which isneeded by the meta scheduler to getinformation on registered resources.
REG_EXP
Registry Index service using web services
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
18
Implementation :Monitoring
The monitor is used to detectfailures in the grid.  An example ofa failure would be the metascheduler machine shutting down.
The testbed monitor can currentlybe viewed atwww.ugdev04.phys.uvic.ca:8080/GlobusTestbedMonitor/html/index.html
There are as well somewebservices available to executejobs from a web page as well.
Currently being developed by RonDesmarais and Sergey Popov
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
19
Implementation : Job Submission Tool
The job submission tool written byAndre Charbonneau
A user can use this tool to submitjobs to the testbed.
Andre will demonstrate this toolnext.
job-submission-client_prototype-main-window
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
20
Summary
After an determine requirements of a grid system, a evaluation of severalgrid projects measured against the requirements was completed.
A test bed was put together to evaluate globus 4 web services middle warewith the condor meta scheduler.
A working prototype is currently implemented and work on user submissioninterfacing, monitoring and  meta scheduling continues.
We had several coops over this past year that helped greatly with what wehave so far but are no longer with us.  So I would like to thank.
Chris Usher, other guy, Simon Ramage, Patrick …… for their work!
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
Daniel Vanderster                                  University of Victoria
                          National Research Council and the University of Victoria
gx1sp
22
References :continued