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Grille de calule

Hadjer BENHADJ DJILALI
Hadjer BENHADJ DJILALI
Hadjer BENHADJ DJILALIUniversité des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene

Une étude sur les grilles de calcule

Grille de calule

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1
Présenté par :
BENHADJ DJILALI Hadjer
AIT AMEUR Ouerdia Lydia
PLAN
2
Introduction
Motivation
Grille informatique
Types de Grilles
Grille de calcul
Modèle de déploiement
Problème caractéristique  défit
Avantages
Exemple de grille
Démonstration
Conclusion
Bibliographie
Questions
NTRODUCTION
De nombreux problèmes de sciences et de l'ingénieries aujourd'hui requièrent de grandes quantités
de ressources computationnelles et qui ne peut pas être exécuté dans une seule machine.
Les grands superordinateurs commerciaux sont très chères…
Solution : Utilisation des grilles informatiques
3
MOTIVAT
ION
4
 Domaine de recherche
 Domaine industriel
 Simulation de réservoir : simuler le plan d'exploitation d'un gisement pétrolier
selon plusieurs scénarios d'implantation de puits
 Analyse d'imagerie sismique en 3D
 Modélisation des écoulements des fluides - Résolution d'équation mathématiques
complexes
Industrie petrolière
5
•Imagerie Médicale – techniques
de modélisation et imagerie 3D
du corps humain
 reconstruction tridimensionnelle à très haute definition du corps humain
 le voir dans toutes ses dimensions & effectuer des coupes à divers endroits
 Techniques utilisées pour le planning d’opérations chirurgicales, la simulation de
soins orthopédiques et orthodontiques, la simulation post-opératoire et l’aide au
diagnosticdes maladies telles que le cancer
 Algorithmes de segmentation d'images, modèls mathématiques complexes
Modélisation du climat et
Préventions météorologiques
 Climatologie – modélisation et simulation du climat et des océans
 Simulations permettent de prédire les quantités de pluies, épaississeur des neiges attendues
et la vitesse des vents, et de prévenir à l'avance de l'arrivée des phénomènes naturels tels que
inondations,
 Basée sur des modèles mathématiques qui décrivent les lois de la physique (exp.
thermodynamique et équations d'écoulement des fluides)
 La zone a couvrir est représentée sous forme de grille avec un maillage, avec des valeurs pour
les paramètres initiaux du climat à chaque point du maillage, on fait évoluer ces paramètres
en résolvant les équations du modèle pour prédire leurs valeurs futures à des intervalles de
temps réguliers. Plus le maillage est fin plus la prévision sera précise – 7 km actuellement –
des heures sur un supercalculateur.
GRILLE
INFORMATIQU
E
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Une grille
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Grille de calule

  • 1. 1 Présenté par : BENHADJ DJILALI Hadjer AIT AMEUR Ouerdia Lydia
  • 2. PLAN 2 Introduction Motivation Grille informatique Types de Grilles Grille de calcul Modèle de déploiement Problème caractéristique  défit Avantages Exemple de grille Démonstration Conclusion Bibliographie Questions
  • 3. NTRODUCTION De nombreux problèmes de sciences et de l'ingénieries aujourd'hui requièrent de grandes quantités de ressources computationnelles et qui ne peut pas être exécuté dans une seule machine. Les grands superordinateurs commerciaux sont très chères… Solution : Utilisation des grilles informatiques 3
  • 4. MOTIVAT ION 4  Domaine de recherche  Domaine industriel  Simulation de réservoir : simuler le plan d'exploitation d'un gisement pétrolier selon plusieurs scénarios d'implantation de puits  Analyse d'imagerie sismique en 3D  Modélisation des écoulements des fluides - Résolution d'équation mathématiques complexes Industrie petrolière
  • 5. 5 •Imagerie Médicale – techniques de modélisation et imagerie 3D du corps humain  reconstruction tridimensionnelle à très haute definition du corps humain  le voir dans toutes ses dimensions & effectuer des coupes à divers endroits  Techniques utilisées pour le planning d’opérations chirurgicales, la simulation de soins orthopédiques et orthodontiques, la simulation post-opératoire et l’aide au diagnosticdes maladies telles que le cancer  Algorithmes de segmentation d'images, modèls mathématiques complexes Modélisation du climat et Préventions météorologiques  Climatologie – modélisation et simulation du climat et des océans  Simulations permettent de prédire les quantités de pluies, épaississeur des neiges attendues et la vitesse des vents, et de prévenir à l'avance de l'arrivée des phénomènes naturels tels que inondations,  Basée sur des modèles mathématiques qui décrivent les lois de la physique (exp. thermodynamique et équations d'écoulement des fluides)  La zone a couvrir est représentée sous forme de grille avec un maillage, avec des valeurs pour les paramètres initiaux du climat à chaque point du maillage, on fait évoluer ces paramètres en résolvant les équations du modèle pour prédire leurs valeurs futures à des intervalles de temps réguliers. Plus le maillage est fin plus la prévision sera précise – 7 km actuellement – des heures sur un supercalculateur.
  • 6. GRILLE INFORMATIQU E la grille d’électricité Une grille Une grille informatique 6
  • 7. TYPES DE GRILLES  Grille d’information partage d’information comme les sites web  Grille de stockage partage des données music, vidéo.. application à succès, donnés scientifiques  Grille de calcul Agrégation de puissance de calcul Supercalculateur virtuel Internet computing Metacomputing 7
  • 8. 8  Virtual Supercomputing  Une association de plusieurs supercalculateurs répartis géographiquement (10-1000)  Chaque nœud est une machine parallèle contrôlée par un gestionnaire de tâches (batch)  „Offrir une vision d’un supercalculateur virtuel  Internet computing  Une combinaison d’un très grand nombre de PC (10000 -1000000)  Exploiter le PC lorsque celui-ci est inutilisé  Metacomputing  Une association de plusieurs machines proposant des applications GRILLE DE CALCULE (1)
  • 9. 9 Applications Recherche, Développement, … Environnement et outils de programmation Librairies, langages, interfaces, compilateurs, … Intergiciels Soumission & ordonnancement des taches, comptabilité, gestion des ressources, … Sécurité Authentification, autorisation, cryptage, … Infrastructure matérielle Pc, station de travail, serveurs, clusters… ARCHITECTURE GÉNÉRALE DE GRILLE DE CALCULE : GRILLE DE CALCUL (2)
  • 10. 10 Exploitation dune grille de calcul :  Obtenir un compte  Connection à la grille  Copie de données vers et depuis la grille  Réservation de nœuds de calculs  Soumission de travail  Récupération des résultats GRILLE DE CALCUL (3)
  • 11. MODÈLE DE DÉPLOIEMENT  Client / Serveur Peer to peer 11
  • 12. Problème caractéristique défit   Existence de plusieurs domaines administratifs : Les ressources sont géographiquement distribuées et appartiennent à différentes organisations chacune ayant ses propres politiques de gestion et de sécurité (cf. cercles concentriques de sécurité d’Alcatel). Ainsi il est indispensable de respecter ces politiques lors du regroupement de ressources. Les grilles de calculs doivent prendre en considération 4 principaux facteurs :  Hétérogénéité des ressources : Les ressources dans une grille sont de nature hétérogènes en terme de matériels, de logiciels et de systèmes d’exploitation.  Passage à l’échelle (scalability) : La grille, ou plutôt les applications contenant les algorithmes de gestion des ressources doivent être capables d’ordonnancer des taches sur plusieurs milliers d’ordinateurs.  Nature dynamique des ressources : La nature dynamique des ressources utilisées pose des problèmes pour certaines applications. Il faudra par exemple s’adapter au changement dynamique du nombre de ressources, avoir une politique de tolérance aux pannes et aux délais, etc … 12
  • 13. AVANTA GES Un temps de réponse de calcul plus rapide grâce au parallélisme Réduction du cout d’exploitation ,gain d’argent Amélioration des performances ainsi permettant le passage à l’échelle et l'évolutivité 13 Temps Couts Performances
  • 14. EXEMPLE DE GRILLE 14 NeuGRID Grille dédié à la recherche scientifique dans le domaine des Maladies neurodégénératives. Grâce à neuGRID  les neuroscientifiques ont à disposition pour leur analyses une grande quantité de données de résonances magnétiques cérébrales archivées dans l'infrastructure  les cliniciens auront la possibilité de sortir automatiquement les marqueurs des maladies neurodégénératives pour effectuer les diagnostiques des patients. Grille EGEE (Enabling Grid for E-sciences in Europe) EGEE est financé par la commission européenne et met en collaboration des experts de 27 pays. Le but du projet EGEE est de mettre en place une infrastructure de grille de calcul disponible partout en Europe 24h sur 24 en s'appuyant sur les dernières technologies de grille de calcul.
  • 16. 16
  • 17. 17
  • 18. CONCLUSIO N 18 Les grilles informatiques sont des technologies a vaste échelles :mondiale ,géographique et technique interconnectée par des réseaux de télécommunication offrant des services de calcule intensif, stockage partage d’information de façon collaborative en gagnant du temps , du cout , de meilleurs performances et d’utilisation des ressources. Perspective : L’utilisation de cette nouvelle technologie dans les entreprises en intégrant de manière transparente la méthode de calcul par grilles au système de calcul existant.
  • 19. BIBLIOGR APHIE 19  Grid computing: approches et tendances theiry priol IRSIA/INRIA  Cours Admin Grille Mm Malika MEHDI ,Université USTHB  Le Grid Computing et son utilisation dans les entreprises et les industries, Université Claud Bernard Lyon1  http://apfa.asso.fr/defi/g/grillein.htm  http://igm.univ-mlv.fr/~dr/XPOSE2006/Jolly_Laskri/index.html

Notes de l'éditeur

  1. Hadjer
  2. Hadjer
  3. Hadjer
  4. Hadjer
  5. Lydia
  6. Lydia Dans la une grille est une Figure divisée en cases (sous figure) dont le nombre est variable de grille de calculs s’inspire énormément de la grille d’électricité Dans le cas de l’électricité, divers types de centrales produisent de l’électricité. C’est le réseau qui globalise et distribue cette ressource entre les différents clients suivant leurs besoins. Les consommateurs accèdent à l’énergie de façon normalisée sans avoir à connaître, et encore moins à maîtriser, la source de production. Le calcul en grille consiste également à mettre en commun la puissance de toutes les machines d’une même entreprise ou d’un réseau plus vaste, et de redistribuer la puissance de calcul en fonction des besoins spécifiques de chaque client. En résumé : réseau constitué d'un grand nombre d'ordinateurs interconnectés dont les ressources sont exploitées de façon à disposer, à moindre coût, d'une capacité de traitement importante.
  7. hadjer Le calcul en grille consiste également à mettre en commun la puissance de toutes les machines d’une même entreprise ou d’un réseau plus vaste, et de redistribuer la puissance de calcul en fonction des besoins spécifiques de chaque client. Les grilles d'information:C'est sans aucun doute la première incarnation évidente du concept de grille.  Elle permet le partage de l'information à travers un réseau. On peut, bien évidemment, dire que ces principes sont repris dans l'Internet.  Toutefois, on se sait pas toujours d'où vient l'information (sources fiables?). Les grilles de stockage:Ce principe de grille permet la partage de données externalisées entre plusieurs noeuds vers plusieurs noeuds.  Les cas les plus représentatifs de ce concept sont les réseaux d'échange Peer-To-Peer ("P2P"). Ce système permet l'accès à des données (fichiers, flux...) via un réseau de sites (ou serveurs) qui contiennent et partagent un index. Les données sont référencées pour optimiser les recherches à travers un moteur de recherche. Les fichiers peuvent se trouver sur des noeuds différents du réseau, en différents points du globe. Il peut donc y avoir plusieurs copies d'un même fichier afin d'optimiser l'obtention de ce dernier. Les données sont dites "inaltérables", car elles sont marquées et identifiés via une procédure de hachage.  Parmi ces systèmes, on pourra notamment citer l'existence du réseau GNUtella ou encore KaZaA. Mais ce genre de principe est relativement vulnérable, de par le partage de fichiers ou documents illégaux. Les grilles de calcul:C'est ce système qui nous intéressera par la suite dans ce dossier.  Il permet la récupération et l'utilisation de ressources CPU inexploitées. Le principe est simple et permet de regrouper des millions de postes pour un intérêt commun. On pourra notamment voir le concept de la grille de calcul via la participation d'IBM avec son "World Grid Computing" [1] , organisme mettant à disposition des laboratoires de recherche une puissance de calcul phénoménale.
  8. Hadjer ** virtual SuperComputing Le concept de "virtual SuperComputing" est très apprécié dans le monde de la recherche. En effet, il permet d'associer plusieurs clusters de calcul répartis géographiquement, à travers un réseau spécialisé ou Internet.  L'intérêt d'un tel système permet, pour des modules de recherche, de proposer une puissance de calcul phénoménale, dont chaque noeud a un administrateur connu. Cela permet alors de contrôler l'intégrité des résultats retournés.  Ce système est actuellement utilisé dans le projet Rosetta@Home, qui étudie les structures tri-dimensionnelles des protéines pour de futurs traitements médicamenteux. Les principaux clusters se situent au National Institutes of Health (NIH), à la National Science Foundation (NSF), au Howard HuguesMedical Institute (HHMI), et à l'Université de Washington.  Ce système offre donc une vision d'un hypercalculateur virtuel. ** Internet computing principe Il permet de combiner la puissance de calcul de machines complètement différentes sur un même projet. En général, ce système est utilisé pour rassembler un ensemble de machines clientes qui n'ont aucune relation entre elles. Le but de ce principe est d'utiliser la puissance d'une machines sans gêner l'utilisateur. En effet, un poste qui n'utilise qu'un traitement de texte ne consomme pas toute la puissance de sa machine. De même quand l'économiseur d'écran est actif.  On met alors en place une application qui va chercher des informations sur un serveur distant, les traite en arrière-plan, et renvoie les résultats.  ** Metacomputing Principe : Le concept de "MetaComputing" est arrivé lorsque des entreprises ont commencé à proposer leur puissance de calcul aux différents demandeurs de puissance à travers le monde.  Le principe est simple. Un client a un besoin immédiat d'une puissance de calcul, et ce pendant un temps donné. Il achète alors un service de calcul sur l'Internet, qui lui fournit de quoi envoyer des informations et recevoir les résultats après traitements.  Le client se connecte alors à un agent, qui distribue la tâche sur un système de calcul. C'est alors que la relation entre le client et le serveur de calcul est réalisé. 
  9. Lydia Infrastructure matérielle correspond à l’infrastructure matérielle. Elle comprend les ressources interconnectées à travers les réseaux LAN ou WAN. Cette infrastructure matérielle comprend notamment des PCs, des stations de travail, des grappes de calcul (clusters), des équipements de stockage, des bases de données, des équipements spéciaux … Sécurité fournit les mécanismes de sécurité nécessaires à la protection des ressources. Dans les grilles de calculs, la sécurité est un souci beaucoup plus important que dans les environnements d’informatique répartie traditionnels. Le nombre important de ressources et leur étendue géographique constituent un facteur important. Ainsi il est fondamental de bien identifier les ressources à protéger et les degrés de protection nécessaires à appliquer. Parmi les mesures de protection on trouve ceux normalement employés dans les réseaux (pare-feu, détection d’intrusion …) ainsi que ceux spécifiques aux environnements répartis et aux grilles (authentification, autorisation, single sign-on …).   Intergiciels : fournit les intergiciels (middleware) nécessaires à la gestion des ressources, la coordination de l’accès, l’ordonnancement des tâches …   Environement et outil de programmation : regroupe tous les outils de développement permettant de concevoir des applications optimales pour la grille. On y trouve plus particulièrement des compilateurs, des librairies, des outils de conception d’applications parallèles ainsi que des interfaces de programmation ou API (découverte et réservation de ressources, mécanismes de sécurité, stockage …).   Application : regroupe les applications proprement dites qui sont de nature variée : projets scientifiques, médicaux, financiers, ingénierie …
  10. Lydia Connection via protocol ssh avec un login et mot de passe et envoie du @public
  11. Hadjer
  12. Hadjer
  13. Lydia Tout d'abord, le calcul en grille permet le travail parallélisé de plusieurs machines sur un même problème. Les clients proposent leur puissance de travail sur des tâches que le serveur leur a confié. Ces tâches sont indépendantes entre elles, ce qui a pour intérêt d'individualiser le traitement des données, tout en évitant les communications inutiles entre machines. Les clients participant à la grille de calcul peuvent se situer dans des environnements complètement différents. En effet, il n'est pas nécessaire de posséder le même système d'exploitation, la même puissance de calcul, la même connexion au réseau...Les clients ne sont pas forcément obligés d'être tout le temps connectés au serveur. En effet, le grid computing n'a pas pour obligation d'assurer une qualité de service entre les clients et les serveurs, contrairement aux clusters, qui a besoin, en temps réel, de partager le travail entre les machines .Enfin, le principe d'externaliser/délocaliser la puissance de calcul permet de profiter d'une puissance de calcul exceptionnelle, tout en évitant les contraintes de place, de climatisation et donc d'énergie pour un centre de recherche.
  14. Lydia La grille de dz fait partie de grille EGEE gride
  15. Hadjer Pour comparé en un utilisée un serveur puissant et mon pc Pc i3 (2core physique 1 virtuelle) 6 giga de ram Serveur 16 core avec 128 giga de ram On c’est servit du tp de complixité de l’année passée Example de chiifre premier
  16. Hadjer
  17. Hadjer
  18. Conclusion hadjer Perspective llydia
  19. Lydia
  20. lydia