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SUPERCOMPUTACIÓN: Isidro Cano


Durante años científicos de todo el mundo han estado uniendo sus ordenadores para conseguir la potencia de cálculo necesaria para luchar contra el SIDA, simular terremotos, conocer el origen del universo, y hacer frente a otros retos de la ciencia. Por otro camino los responsables de los departamentos informáticos de empresas o instituciones, sin sospechar su convergencia con los científicos, han estado pidiendo a los fabricantes de soluciones comerciales una creciente reducción en los costes de propiedad de las mismas, junto con una mayor capacidad de respuesta al cambio.



Ambos senderos han terminado por encontrarse en lo que llamamos en HP el modelo “Adaptive Enterprise”, en donde la empresa y las tecnologías de la información están sincronizadas para responder a los cambios con agilidad. En el momento presente estamos desarrollando las tecnologías abiertas para los “Grids” al servicio de los ciudadanos y de sus negocios, que además sean capaces de soportar entornos de la máxima criticidad. Desde Hewlett-Packard contribuimos a la creación de los nuevos estándares, y no a la de productos propietarios, ya que creemos que el “Grid” es el futuro y será para todos.

El “Grid” es un impulsor de la empresa adaptada al cambio. Los servicios de “IT” son concebidos como servicios potentes a la vez que flexibles, con la agilidad de cambiar en línea con las prioridades de la organización. La promesa de la computación “Grid” permite que todos los recursos-servidores, impresoras, almacenamiento, PCs, dispositivos de red, y aplicaciones- estén disponibles donde y cuando sean más necesarios. Los “Grids” permiten suministrar las aplicaciones y asignar las capacidades necesarias entre grupos de trabajo geográficamente dispersos según cambien sus necesidades. El beneficio claro es un uso más eficiente de los recursos, un mejor manejo en los picos de la demanda de los mismos, así como la colaboración global segura entre grupos extendidos que crucen las fronteras organizativas.

Al final de este camino los servicios informáticos serán entendidos con la misma filosofía que los servicios de gas, de electricidad , o de agua. Esta tecnología nos convertirá en meros consumidores que no tienen porqué conocer el origen, distribución, localización, y mantenimiento de los mismos. De hecho la palabra “Grid” viene del nombre en ingles para la red de distribución de energía eléctrica, en un claro paradigma establecido por sus propios padres Ian Foster, Carl Kesselman (Ian Foster and Carl Kesselman, editors, “The GRID: Blueprint for a New Computing Infrastructure” (Morgan-Kaufmann Publishers, SF, 1999) 677 pp. ISBN 1-55860-8).

El ámbito actual de actuación de la tecnología “Grid” son los entornos de computación distribuidos a gran escala. Controla y coordina el uso y reparto de los activos informáticos dentro de organizaciones virtuales, dinámicas, y extendidas. Quiero hacer hincapié en la palabra “dinámicas” ya que la capacidad de tratar con un universo en continua transformación es lo que diferencia estas técnicas de las que ya existen para compartir datos y procesos. El “Grid” es por tanto una infraestructura software que facilita compartir dinámicamente los recursos a través de estándares abiertos de un modo seguro, flexible, y consistente. Los “Web Services” se utilizan para presentar los recursos al “Grid”. El “Grid” y los “Web Services” son estándares que convergen en una comunidad de desarrolladores que pueden caminar juntos sobre una base común.

Los “Grids” permiten a la administración pública y a las empresas hacer más cosas con menos, desplegar rápidamente recursos para nuevos proyectos, mejorar la respuesta a los usuarios y el tiempo de puesta en el mercado de nuevos productos. El “Grid” tiene la potencialidad de resolver problemas reales de negocio por medio de la simplificación del acceso global a los servicios informáticos. Actualmente están siendo utilizados con acierto en empresas como las aeroespaciales, del automóvil, las de biotecnología, y de servicios financieros.

Aplicaciones

Las tecnologías “Grid“no han estado listas para su despliegue completo en la administración y los negocios. Debido a varios obstáculos complejos entre los que yo destacaría: la convergencia de los estándares de infraestructura subyacentes, las cuestiones de seguridad y gestión, y las relativas a definición, despliegue, y manejo de los servicios de aplicaciones habilitados para el “Grid”.

Las aplicaciones científicas tradicionales del “Grid” se ejecutan en un tiempo determinado, a optimizar en lo posible, y pueden ajustarse a su procesamiento por lotes. Pero las nuevas soluciones para los “Grids” empresariales deben ejecutarse de forma continua durante largos períodos de tiempo. Por ejemplo las bases de datos corporativas, o el comercio electrónico, requieren de la máxima fiabilidad, seguridad, supervisión, contabilidad, etc....

HP está totalmente comprometida con las tecnologías innovadoras, y en ofrecer soluciones vitales para los negocios y los ciudadanos que les supongan mejoras significativas. Por ello está dedicando considerables recursos a llevar los beneficios del “Grid” a la empresa mediante el desarrollo de los estándares junto con instituciones científicas y otras corporaciones.

HP es un activo partícipe en el “Global Grid Forum” (GGF). Este organismo ha supervisado la creación de la arquitectura orientada a servicios “Open Grid Services Architecture” (OGSA), que se propone como la infraestructura para los sistemas y aplicaciones que requieren la integración y manejo de servicios dentro de organizaciones virtuales distribuidas. OGSA está construida sobre los “Web Services” y la tecnología “Grid”. Los ingenieros de HP son coautores de especificaciones que definen como tratar las interacciones entre clientes, servicios, recursos dinámicos de “IT”, usando “Web Services” como es le caso de “Web Services Resource Framework” (WSRF). HP es también co-fundador y miembro de la “Enterprise Grid Alliance” (EGA), que busca resolver la problemática de las empresas.

HP aporta una pieza fundamental que habilita la expansión de esta tecnología al mundo comercial a través de su plataforma de gestión “HP OpenView”, capaz de gestionar la información procedente de las muchas fuentes del mundo “Grid”. Utiliza estándares abiertos de la industria para integrar la información de gestión. Maneja pro-activamente los “Web Services” encaminándolos dinámicamente de manera muy robusta. HP OpenView Automation Manager es capaz de proveer de recursos entre diferentes aplicaciones de acuerdo con sus necesidades y prioridades. Este software trabaja en entornos heterogéneos, y contiene una herramienta que crea un modelo visual de las operaciones de negocio, de esto modo se obtiene un cuadro completo de la infraestructura tecnológica que permite la automatización de las tareas de mantenimiento.

Otro problema a resolver ha sido la falta de un modo ampliamente aceptado de desplegar y configurar el Hw y Sw sobre los que opera el “Grid” empresarial, para atender a esta demanda los “HP Labs” han construido un marco de trabajo llamado “SmartFrog”( Smart Framework for Object Groups). El mencionado marco proporciona las reglas para la configuración, ejecución y manejo de los recursos a través de todo su ciclo de vida.

Permite a los administradores configurar fácilmente los recursos sobre el entorno distribuido que constituye el “Grid”. HP ha puesto“SmartFrog” a disposición del mundo abierto bajo licencia de código abierto “GNU Lesser General Public License” (LGPL).
Los componentes básicos de “SmartFrog” incluyen: Un lenguaje de descripción de una aplicación; Un motor de flujos de trabajo que despliega la aplicación sobre la infraestructura y un conjunto de elementos componentes de la aplicación.

HP proporciona sistemas HP-UX, Linux, y Tru64 UNIX, que están preparados para el entorno “Grid”, a través de la implantación del popular “middleware” de “Grid”, “Globus Toolkit”, en estas plataformas. Además se ha realizado sobre ellas un profundo trabajo de pruebas y afinamiento del citado software, con fin de conseguir la mayor satisfacción de los usuarios. HP es cofundador y patrocinador del “Globus Consortium”, que soporta el desarrollo de “Globus”, y cuyo objetivo principal es el de proporcionar los protocolos, “APIs” y “SDKs” que permitan construir la infraestructura “Grid” y las aplicaciones que van sobre él. Cabe destacar aquí que con la disponibilidad del “Globus Toolkit Version 4” basado sobre “Web Services” se avanza en el camino que adentra el “Grid” en los negocios.

HP se ha comprometido ha utilizar los estándares que habilitan el “Grid” en todos sus productos desde los más pequeños “handhelds”, impresoras, y PCs a los más poderosos sistemas de almacenamiento y superordenadores. Todos ellos estarán conectados al “Grid”, y servirán sus recursos sobre él. Los laboratorios de HP desarrollan el “Grid Lite” que con unos requerimientos reducidos soporta a los consumidores individuales, los “appliances”, sensores, redes en el hogar, imagen, impresión, nuevos elementos de media, y movilidad en general.

Red de almacenamiento

Otro avance es este campo viene de la mano de HP StorageWorks Grid, una red de almacenamiento virtual comunitaria. La unidad funcional de la que se nutre es la “celda de almacenamiento”. Se gestiona como si fuera un único sistema de almacenamiento, y puede escalar tanto añadiendo más disco a las celdas existentes como añadiendo nuevas celdas. También es posible consolidar varias celdas en una más potente.

También colabora con los fabricantes de software independientes de modo que el software de “Grid” hecho por terceros este perfectamente soportado por nuestras plataformas. HP está trabajando en iniciativas de este entorno con socios como Altair Engineering, Avaki, Axceleon, DataSynapse, GridSystems, GridXpert, NICE, Oracle®, Platform Computing, Prospero, United Devices, y otros con el fin de ayudar a introducirlo en la administración y en las empresas.

La “Web Services Management Framework” (WSMF) es una arquitectura lógica, también desarrollada por HP, para el manejo de todo tipo de recursos. Sus componentes básicos son: “WS (Web Services) Events” es un protocolo y formato que notifican cuando un recurso ha cambiado; “WSMF- Foundation” es la especificación de cómo usar los “Web Services” para manejar las capacidades de los recursos; “WSMF-WebServicesModel” es la definición del modelo de información para manejar “Web Services”.

La “Organization for the Advancement of Structured Information Standards” (OASIS), utiliza esta arquitectura en su estándar “Web Services Distributed Management” (WSDM) que ofrece una aproximación común al manejo de todos los componentes de “IT”.Los ingenieros e investigadores de HP están trabajando con otros miembros de OASIS/WSDM para hacer WSDM compatible con el “Grid” integrándola con los estándares WSRF ya mencionados en este artículo. Además HP tiene un concierto con “Globus Alliance” y la “Apache Software Foundation”, y junto con ellas ha desarrollado implantaciones fiables de los estándares WSRF y WSDM.

La herramienta “Grid Resource Topology Designer” sirve para planificar y diseñar una infraestructura informática. Se trata de un diagrama en “Visio”que puede generar una salida XML, RSL (“Resource Specification Language” –Grid estándar para la descripción de recursos), FML (Farm Markup Language – usado en las herramientas HP para el “Utlility DataCenter”).

HP Consulting & Integration Services (C&I) trabaja en colaboración con clientes y “partners” para planificar, implantar y manejar soluciones de “Grid Computing” que habiliten el”Adaptive Enterprise”. Sus expertos valoran las necesidades de forma individualizada, evalúan el retorno de la inversión y diseñan e implantan soluciones óptimas. HP ofrece una variedad de servicios enfocados al”Grid”, incluyendo un servicio de orientación , o un “workshop” de asesoramiento y valoración de estas tecnologías, o servicios de transferencia de tecnología “Grid” que pueden permitir crear centros de competencia dentro del propio cliente. Además de los servicios clásicos de diseño y desarrollo, así como los de optimización. Todos ellos pensados para la introducción del “Grid” en las empresas.
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HP participa activamente en proyectos de “Grid”. Un buen ejemplo de este espíritu es la red de cooperación denominada “HP Collaboration and Competency Network” (HP CCN). La misma representa un foro para facilitar la colaboración dentro de un marco extendido. Con la finalidad de promover la innovación, el descubrimiento, y también para compartir las competencias y habilidades entre HP, sus socios, y sus clientes.

HP ha sido la primera empresa comercial en ser incluida en el “Large Hadron Collider (LHC) Computing Grid”, que procesará y distribuirá los datos generados por la próxima generación de infraestructura experimental del CERN. Se prevé que en 2007 el acelerador de partículas “LHC” sea el aparato científico mayor del mundo. HP además fue seleccionada por la “Southern Partnership for Advanced Computational Infrastructures” (SPACI), para ser el principal socio tecnológico con el fin de establecer un entorno de tecnologías de la información de I+D preparado para el “Grid”. Cabe remarcar que se trata de la primera de su clase en toda Europa.

HP trabaja en varios “Grids” relacionados con las ciencias de la vida. Algunos de ellos son: “Open Bioinformatics Grid” (OBIGrid) ; “Bio-GRID” (Warsaw Univ, Poland); “HP Life Sciences Grid”. También trabaja en otros muchos proyectos como los del Pittsburgh Supercomputing Center, GridLab, WestGrid, OurGrid, GriddLeS, y el Georgia Institute of Technology. Colabora con BAE SYSTEMS ATC, IHPC Singapore, Cardiff University, University of Wales, Swansea en un “Grid” para el diseño aeroespacial avanzado.

El uso de la tecnología “Grid” junto con las actuales redes de satélites y los conocimientos que organismos como NASA tienen de nuestro planeta, están permitiendo una mejor explotación de nuestros recursos naturales.

Otro ejemplo de colaboración exitosa en el campo de la tecnología “Grid” es el de DreamWorks y HP. En donde han trabajado muy de cerca en el desarrollo de tecnologías innovadoras para “rendering” de animación distribuida para la popular película estrenada en 2004 “Shrek 2”. El “Utility Rendering Service” (URS) de HP ha dado a DreamWorks la flexibilidad de manejar enormes cantidades de potencia de cálculo, con el objetivo de proveer la animación de gran calidad necesaria durante el acabado final de la película. HP URS ha procesado más de medio millón de “frames” individuales, permitiendo cubrir los picos de trabajo mediante el uso de recursos comunitarios según el modelo de “Grid Computing”.

Primera oleada

La primera oleada “Grid” ha venido de la mano de los centros de investigación, universidades y algunas empresas tecnológicas, y ha sido motivada por las crecientes necesidades de cálculo de la actualidad. La segunda oleada comienza ya con los “Intra Grid” comerciales que buscan aprovechar al máximo los recursos existentes dentro de la propia organización. El objetivo de hp es el desarrollo de herramientas que permitan implantar y gestionar los “Intra Grid”, tarea que de otra forma no resultaría fácil a las empresas actuales y que a la postre está resultando un freno para estas soluciones a pesar de sus evidentes beneficios.

El gran reto vendrá más tarde con los “Grids” a través de múltiples instituciones en las que se habrán de romper los principales inhibidores como es el de la seguridad y la deslocalización de los datos, por ejemplo los “Partner Grids” que se despliegan a través de múltiples empresas para perseguir beneficios comunes. Por último, los “Service Grids” soportados por los “xSPs” y que harán realidad la promesa de ofrecer servicios distribuidos, heterogéneos, dinámicos y cambiantes mediante el modelo de la distribución de agua, gas ó electricidad.

Si el objetivo de negocio o de servicio al ciudadano es crear un entorno en el cual se pueda compartir recursos de forma global y colaborar con los colaboradores y proveedores, la computación “Grid” puede responder a todas esas necesidades.


Ignacio Eiguren. Consultor de supercomputación en HP Iberia

Isidro Cano
Lunes, 6 de Agosto 2007



Editado por
Isidro Cano
Eduardo Martínez de la Fe
Ingeniero Superior de Telecomunicación por la ETSIT de Madrid (1977), Isidro Cano es asimismo MBA's en Marketing y en Administración de Empresas por ESEM de Madrid. Con 28 años de experiencia laboral en compañías como Omron, Gould, Commodore, Digital/Compaq, en la actualidad es Director de Supercomputación en HP Iberia. También es autor del libro "El don de la Palabra" (Paraninfo, 2006)


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