Grid Computing và những khái niệm điện toán mới

Tính toán mạng lưới (grid) ngày nay không còn là một giải pháp hàn lâm hay thử nghiệm. Với những tiến bộ quan trọng về phần mềm triển khai, người ta hy vọng nó sẽ đem sức mạnh của siêu máy tính tới tất cả người dùng PC đơn lẻ trên thế giới.

 

Grid là gì và hoạt động như thế nào?

Grid là một loại hệ thống phân tán, bố trí song song, cho phép linh hoạt chia sẻ, tuyển lựa và tập hợp các nguồn tài nguyên độc lập và rải rác về địa lý, tùy theo khả năng sẵn có, công suất, hoạt động, chi phí và yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người sử dụng.

Điện toán mạng lưới (ĐTML) có nghĩa là tất cả hoặc một phần của một nhóm máy tính, máy chủ và thiết bị lưu trữ trong mạng doanh nghiệp, được “ảo hóa” (virtualize) thành một cỗ máy tính lớn. Vì ĐTML giải phóng những khả năng tính toán không được sử dụng vào một thời điểm bất kỳ, chúng có thể cho phép các doanh nghiệp tăng cường rất nhiều về tốc độ, sức mạnh xử lý thông tin và sự liên kết, thúc đẩy các quy trình tính toán mật độ cao. Trong khi đó, chi phí vẫn sẽ được giữ ở mức thấp vì ĐTML có thể được xây dựng từ chính hạ tầng hiện có, góp phần đảm bảo sự huy động tối ưu các khả năng tính toán.

ĐTML cho phép ảo hóa các chức năng tính toán phân tán cũng như các nguồn xử lý, băng thông mạng và khả năng lưu trữ, để từ đó tạo ra một hệ thống đơn đồng nhất, cho phép người sử dụng và các ứng dụng truy cập thông suốt vào các tính năng điện toán rộng lớn. Giống như người lướt web xem một nội dung thống nhất qua web, người sử dụng ĐTML cũng nhìn thấy một máy tính ảo cực lớn duy nhất.

Trọng tâm của ĐTML dựa trên một tập hợp mở của nhiều chuẩn và giao thức, ví dụ Kiến trúc dịch vụ lưới mở (OGSA), cho phép liên lạc qua nhiều môi trường hỗn tạp và phân tán về địa lý. Với ĐTML, các tổ chức và doanh nghiệp có thể tối ưu hóa khả năng tính toán và các nguồn dữ liệu, tập trung chúng lại thành những khối sức mạnh lớn, chia sẻ chúng qua mạng và thúc đẩy sự phối hợp, tương tác.

Giả dụ, khi một người có chiếc máy tính cá nhân tham gia đóng góp sức mạnh xử lý trong một mạng lưới grid muốn chạy một ứng dụng đòi hỏi thêm sức mạnh xử lý thì công việc đang được giải quyết trên chiếc máy đó sẽ được tự động tái phân bổ tới một máy khác trong lưới đang “rảnh rỗi” và không bị trưng dụng sức mạnh tính toàn vào công việc nào.

Xây dựng một lưới grid có thể đơn giản như việc cho phép một số lượng nhỏ PC hoặc server hoặc mạng lưu trữ tận dụng những khả năng chưa được khai thác hết. Từ một quy mô triển khai ban đầu nhỏ, người sử dụng có thể dần dần hoặc lập tức mở rộng lưới tùy theo nhu cầu của doanh nghiệp. Lưới này không chỉ có thể liên kết các quy trình hoạt động của một bộ phận mà có thể phối hợp các phòng ban với nhau hoặc thậm chí liên kết sức mạnh hạ tầng của một số doanh nghiệp độc lập.

Ích lợi của tính toán lưới:

ĐTML có thể đem lại những ích lợi rất rộng lớn. Nó tăng tốc độ xử lý để rút ngắn thời gian thu được kết quả, từ đó cho phép tiết kiệm thời gian và tài nguyên phục vụ cho việc giải quyết những vấn đề mà trước đó chưa được xử lý. ĐTML nâng cao năng suất và sự phối hợp trong doanh nghiệp bằng cách cho phép các bộ phận và phòng ban phân tán ở nhiều nơi tạo ra các “tổ chức ảo” để chia sẻ dữ liệu và tài nguyên. Grid khiến cho hạ tầng hoạt động của doanh nghiệp linh hoạt hơn với việc cho phép truy nhập lập tức vào hệ thống tính toán và các kho dữ liệu để “cảm nhận” và phản hồi kịp thời những yêu cầu. Grid cũng góp phần đảm bảo khai thác tốt nhất các khả năng tính toán hiện có của một công ty dựa trên những khoản đã đầu tư. Triển khai ĐTML cũng góp phần tránh được nguy cơ phân bổ tài nguyên không cân đối xảy ra rất phổ biến và tránh được các chi phí phát sinh. Một ích lợi lớn khác của ĐTML là nó giải phóng các bộ phận quản lý CNTT khỏi gánh nặng của việc quản lý các hệ thống không đồng nhất.

So sánh grid với các công nghệ khác:

So với khái niệm cluster và điện toán phân tán khác, grid có điểm chung là đem các nguồn sức mạnh tính toán lại làm một nhưng khác ở chỗ nó không cần có sự giới hạn về không gian địa lý hay sự đồng nhất về nền điều hành. Khác biệt cơ bản giữa khái niệm cluster (bó) với grid (lưới) chủ yếu nằm ở phương thức quản lý các nguồn tài nguyên. Đối với cluster, việc phân bổ tài nguyên được thực hiện bởi một đối tượng quản lý tài nguyên trung tâm và tất cả các nút (node) mạng hoạt động phối hợp với nhau như một nguồn đơn thống nhất. Đối với grid, mỗi nút có đối tượng quản lý tài nguyên riêng và các nguồn tài nguyên độc lập trong lưới có thể trải rộng khắp một hoặc nhiều tổ chức.

Trên thực tế grid không phải là một cuộc cách mạng mới mà có thể coi nó là một bước tiến hóa trong công nghệ điện toán phân tán, giống như web, chia sẻ file ngang hàng và các công nghệ ảo khác. Giống như web, ĐTML giảm bớt tính phức tạp khi mà nhiều người cùng khai thác một nền hoạt động thống nhất. Cái khác của nó đối với web chủ yếu là sự hỗ trợ liên lạc. So với mạng ngang hàng (P2P), ĐTML có điểm chung là cho phép người sử dụng chia sẻ file nhưng khác ở chỗ việc chia sẻ đó không chỉ là các file mà có thể là nhiều tài nguyên khác. So với các công nghệ ảo khác, grid giống ở chỗ cho phép ảo hóa các nguồn lực CNTT. Điểm khác là trong khi đối tượng và mục tiêu của các công nghệ ảo là một hệ thống đơn thì grid cho phép ảo hóa những nguồn tài nguyên tản mát và vô cùng rộng lớn.

Grid đã được thương mại hóa như thế nào?

Các nhà cung cấp giải pháp điện toán hàng đầu thế giới như Oracle, IBM, HP, Dell, Microsoft và Sun đều đã và đang có sách lược đầu tư lớn vào việc phát triển các sản phẩm và dịch vụ ĐTML.

Thiết lập một hệ thống ĐTML không đơn thuần chỉ là có một mạng máy tính tốc độ cao. Yếu tố quan trọng nhất chính là một nền phần mềm điều phối sức mạnh của các máy tính tham gia đóng góp sức mạnh nhiều dạng khác nhau trong lưới.

Trên thị trường đã xuất hiện những nền phần mềm thương mại hoặc dịch vụ phục vụ cho việc này. Ví dụ, Oracle đã tung ra thị trường Application Server 10g,  được coi là phần mềm trung gian đầu tiên giúp đơn giản hóa việc quản lý các ứng dụng chạy trên môi trường ĐTML. Đây là một bộ sản phẩm gồm khoảng 600 cải tiến trong ứng dụng tích hợp và cơ sở hạ tầng các dịch vụ Web.

Oracle Application Server 10 được xây dựng dựa trên các chuẩn mở, tạo ra một nền tảng thống nhất cho các khả năng hỗ trợ yêu cầu đa dạng của một doanh nghiệp thương mại điện tử, bao gồm các chức năng hỗ trợ như phần mềm cổng dành cho doanh nghiệp, lưu trữ tốc độ cao, tình báo doanh nghiệp, quản lý đồng nhất, phát triển ứng dụng nhanh, kết nối không dây và các dịch vụ Web. Oracle Application Server 10g cũng là sản phẩm trung gian duy nhất trong ngành giải pháp điện toán doanh nghiệp được trang bị các công nghệ tích hợp và ĐTML lắp sẵn.

Với việc đưa thêm khả năng ĐTML, phần mềm Application Server 10g giúp khách hàng giảm thời gian, sức lao động và chi phí cho việc quản lý CNTT bằng cách kết hợp các hệ thống máy chủ, hệ thống lưu trữ và các phần mềm cần thiết. Kết quả là các doanh nghiệp có thể sử dụng sức mạnh của toàn bộ hệ thống hay lưới cho tất cả các ứng dụng dành cho doanh nghiệp chứ không phải mua thêm tính năng cho các ứng dụng riêng biệt. Oracle Application Server 10g được cung cấp với ba phiên bản: Java Edition (giá 5.000 USD tính trên một bộ vi xử lý hoặc 100 USD/một người sử dụng), Standard Edition (10.000 USD/bộ vi xử lý hoặc 200 USD/người sử dụng) và Enterprise Edition (20.000 USD/bộ vi xử lý hoặc 400 USD/một người sử dụng).

Trong khi đó, Sun Microsystems gần đây tung ra một mô hình dịch vụ với cách tiếp cận khác. Họ gọi đây là cơ chế thu tiền tính theo người sử dụng đầu tiên áp dụng đối với kiến trúc ĐTML. Với chi phí khởi điểm là 1 USD/bộ xử lý/giờ, dịch vụ tính toán theo lưới này của Sun được cung cấp theo từng gói tính bằng tiếng đồng hồ. Sun khẳng định mô hình này có thể cho phép khách hàng khai thác sức mạnh tính toán giống như sử dụng các tiện ích thông thường như điện thoại, điện gia dụng hay nước…từ hạ tầng của nhà cung cấp dịch vụ.

Advertisements