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Der Forschungsverbund NRW-Metacomputing ,,Verteiltes Höchstleistungsrechnen``

Anfang 1995 wurde die Forschungskooperation ,,NRW-Metazentrum`` ins Leben gerufen. An ihr beteiligt sind neben dem Zentrum für Paralleles Rechnen auch das Regionale Rechenzentrum (RRZK) der Universität zu Köln und die nordrhein-westfälischen Hochschulen in Aachen, Bochum, Dortmund und Paderborn sowie die Großforschungseinrichtungen DLR Köln, KfA Jülich und die GMD in St.Augustin. Beim Metacomputing bzw. verteilten heterogenen Supercomputing werden leistungsstarke (Parallel-) Rechner über Hochgeschwindigkeits-Weitverkehrsnetze gekoppelt, um vorhandene Rechenkapazitäten effizienter nutzen zu können. Ferner soll einzelnen, über mehrere Hochleistungsrechner verteilt laufenden Anwendungen eine akkumulierte Rechenleistung in bisher ungekannter Größenordnung zur Verfügung gestellt werden.

Die in Nordrhein-Westfalen vorhandenen Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsnetzwerke und Höchstleistungsrechner der Kooperationspartner bilden hierfür die notwendigen Voraussetzungen. Zweck der Kooperation ,,NRW-Metazentrum`` ist es, die gemeinsame, interdisziplinäre und standortübergreifende Nutzung der Ressourcen zu erforschen, um so die vorhandenen Höchstleistungsrechner effizient zu erschließen und Wissenschaftlern in NRW transparent verfügbar zu machen.

Das ZPR übernimmt in diesem Projekt zusammen mit dem RRZK den zentralen Bereich ,,Management einer Metacomputing-Infrastruktur mit DCE``. (DCE, für ,,Distributed Computing Environment``, ist eine Umgebung für verteilte Anwendungen.) Für das Management einer Metacomputing-Infrastruktur sind administrative und sicherheitstechnische Anforderungen zu erfüllen. Grundelemente der zu schaffenden Infrastruktur sind z.B. ein einheitliches User-Accounting und die Verfügbarkeit eines kohärenten und verteilten Dateiensystems. Aufbauend auf DCE, das alle notwendigen Basisdienste bereitstellt, wird eine Umgebung geschaffen, die realitätsnahe Tests erlaubt. Bei ,,konventionellen`` Metacomputing-Anwendungen werden im Regelfall Lösungen eingesetzt, die für jede Problemstellung neu implementiert werden müssen. Es gibt keinen automatischen Verbindungsaufbau zwischen den eingesetzten Rechnersystemen, Dateien werden häufig per FTP übertragen und die Authentifizierung der Benutzer erfolgt entweder über nichttransparente Mechanismen oder - sicherer - auf jedem Gerät lokal. Durch den Einsatz von DCE zur Realisierung der Infrastruktur wird das Management und der Betrieb erleichtert. Die Vorteile begründen sich u.a. in einem globalen Sicherheitsmodell, einem globalen Dateisystem und einer einheitlichen Ablaufumgebung.

In der ersten Phase des Projekts wurden zwei voneinander unabhängige DCE-Zellen von den Projektpartnern eingerichtet, wobei eine DCE-Zelle als eine Menge von Computern, Maschinen und Resourcen, die logisch in einer Gruppe verwaltet werden, verstanden wird. Die weiteren Arbeitsphasen umfassen die Erprobung von DCE, die Untersuchung der Effizienz des DFS-Filesystems und der Sicherheitsmechanismen, die Beurteilung der Skalierbarkeit des Systems und die Konzeption und Implementierung von Erweiterungsmöglichkeiten vorhandener Softwaresysteme (z.B. Parallelbibliotheken).


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Webmaster <www@zpr.uni-koeln.de>, 7. Apr. 1997