ГОСТ Р 55768-2013
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Информационная технология
МОДЕЛЬ ОТКРЫТОЙ ГРИД-СИСТЕМЫ
Основные положения
Information technology. Model of the open grid-system. General
ОКС 35.020
Дата введения 2015-01-01
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением науки "Институт радиотехники и электроники им.В.А.Котельникова РАН" (ИРЭ им.В.А.Котельникова РАН), Обществом с ограниченной ответственностью "Информационно-аналитический вычислительный центр"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2013 г. N 1546-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2018 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Грид-системы и Грид-приложения нацелены на интеграцию, виртуализацию и управление ресурсами и услугами в распределенных, гетерогенных, динамических "виртуальных организациях". Реализация этой цели требует преодоления многочисленных барьеров, которые обычно разделяют различные вычислительные системы внутри и между организациями, с тем чтобы компьютеры, прикладные сервисы, данные и другие ресурсы в случае необходимости могли быть доступны независимо от физического местоположения.
Для достижения взаимодействия между данными ресурсами необходима стандартизация, которая позволит обнаружить разнообразные компоненты, составляющие современную вычислительную среду, сделать их доступными, выделить, контролировать, учитывать, оплачивать и т.д., и в целом управлять ими как единой виртуальной системой даже в случае, когда они предоставляются различными поставщиками или эксплуатируются в различных организациях. Стандартизация является критичной, если необходимо создавать интероперабельные, переносимые и повторно используемые компоненты и системы. Стандартизация также может способствовать развитию безопасных, надежных и масштабируемых Грид-систем путем содействия использованию передового опыта. Поэтому основное назначение данного стандарта - обеспечение интероперабельности Грид-систем, а одним из ключевых этапов этого процесса служит построение модели интероперабельности.
В этом стандарте представлена модель Сервис-ориентированной архитектуры открытых Грид-систем (СОАОГС), которая удовлетворяет потребность в стандартизации, определяя набор основных характеристик (возможностей) и поведения, касающихся ключевых проблем в области Грид-систем. Наличие модели позволяет найти общий язык между разработчиками, поставщиками и пользователями Грид-систем и их компонентов. Данный стандарт разработан на основе стандарта международной организации OpenGridForum, специализирующейся на разработке стандартов Грид-систем, GFD-1-080* "Архитектура сервисов открытых Грид-систем" Версия 1.5. Представленная модель является трехмерной. Она включает в себя по одной оси свойства открытой Грид-системы, соответствующие требованиям к открытой Грид-системе, по другой оси - сервисы, необходимые для обеспечения этих свойств и, наконец по третьей оси - уровни интероперабельности: технический, семантический и организационный.
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
В стандарте используется ряд терминов, для объяснения которых может потребоваться больше информации, чем содержится в данном документе.
1.1 Настоящий стандарт определяет требования и сферу важных характеристик, необходимых для поддержки Грид-систем и приложений как в электронной науке, так и в электронном бизнесе. Описанные характеристики включают в себя:
- Управление исполнением,
- Данные,
- Управление ресурсами,
- Безопасность,
- Самоуправление,
- Информацию.
Описание каждой характеристики включает в себя возможность взаимосвязи с другими характеристиками. Характеристики в значительной степени независимы друг от друга, и не существует никаких требований, что все они должны присутствовать в системе СОАОГС. Кроме того, характеристики сами по себе не монолитны, и не исключено, что только часть данной характеристики СОАОГС может присутствовать в конкретной реализации системы СОАОГС.
1.2 В настоящий стандарт включены абстрактные определения, составляющие набор требований, которым должна удовлетворять СОАОГС.
Набор требований основан на вариантах использования, предыдущем опыте и состоянии дел в соответствующем направлении. Абстрактное представление не ограничено каким-либо предположением о базовой инфраструктуре.
1.3 Настоящий стандарт устанавливает согласованный набор характеристик, которые в совокупности определяют СОАОГС. Эти характеристики являются трансформацией набора требований.
Сначала описаны сервисы инфраструктуры и предположения, которые сдерживают развитие структуры СОАОГС, в частности приведено объяснение, как строится основа СОАОГС и как она вносит свой вклад в развитие растущего набора технических спецификаций, которые образуют новые архитектуры web-сервисов. Затем дано уточнение необходимых функциональных характеристик в следующих областях: Управление исполнением, Данные, Управление ресурсами, Безопасность, Самоуправление, Информация.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1.1 Межгосударственная система стандартизации. Термины и определения
ГОСТ Р 1.12 Стандартизация в Российской Федерации. Термины и определения
ГОСТ Р 55022-2012 Информационная технология. Спецификация языка описания представления задач (JSDL). Версия 1.0
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанием выше года* утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется принять в части, не затрагивающей эту ссылку.
_______________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
В настоящем стандарте применены термины согласно ГОСТ 1.1, ГОСТ Р 1.12, а также используются следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 виртуализация: Формальное (логическое) описание объекта, позволяющее абстрагироваться от его реальных физических свойств.
3.1.2 метаданные: Структурированные данные, представляющие собой характеристики описываемых объектов для целей их идентификации, поиска, оценки и управления ими.
3.1.3 потребитель ресурсов: Либо предприятие, либо физическое лицо, либо программный продукт (задача), использующие в своей работе любой вид ресурсов, предоставляемый Грид-системой.
3.1.4 поставщик услуг: Система, обеспечивающая потребителей необходимым набором ресурсов и сервисов.
3.1.5 KERBEROS: Сетевой протокол аутентификации, позволяющий передавать данные через незащищенные сети для безопасной идентификации.
3.1.6 NET: Программная платформа, выпущенная компанией Microsoft.
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
IP (Internet protocol) - межсетевой протокол;
J2EE (Java 2 Platform Enterprise Edition) - независящая от платформы среда, основанная на Java;
JSDL (Job Submission Description Language) - язык описания представления задачи;
MPI (message passing interface) - интерфейс передачи сообщений;
OASIS (advancing open standards for the information society) - расширенные открытые стандарты для информационного сообщества;
PKI (public key infrastructure) - инфраструктура открытых ключей;
POSIX (Portable Operating System Interface) - интерфейс переносимых операционных систем;
SQL (Structured Query Language) - язык структурированных запросов;
WSDL (Web Service Description Language) - язык описания web-сервисов;
XML (eXtensible Markup Language) - расширяемый язык разметки;
XMLQuery - Язык запросов XML;
ВО - виртуальная организация;
ГНК - генератор набора кандидатов;
ИПП - интерфейс прикладных программ;
КО - качество обслуживания;
ОС - операционная система;
ПО - программное обеспечение;
СОАОГС - сервис-ориентированная архитектура открытых Грид-систем;
СПВ - сервисы планирования выполнения;
СУБД - система управления базой данных;
СУВ - сервисы управления выполнением;
УУС - управление уровня сервиса.
Модель СОАОГС определяется набором функциональных и нефункциональных требований, полученных из вариантов использования, перечисленных в таблице 1. Эти варианты использования охватывают инфраструктуру и сценарии приложений как в коммерческой, так и в научной областях. Они не представляют собой формальный анализ требований, но дают полезный вклад в процесс определения архитектуры.
Таблица 1 - Варианты использования СОАОГС
Варианты использования | Краткое изложение |
Коммерческий центр данных | Центрам обработки данных приходится управлять тысячами ИТ-ресурсов, включая серверы, системы хранения и сети, при одновременном снижении затрат на управление и увеличение использования ресурсов |
Моделирование сильных штормов | Возможность точного предсказания точного расположения сильных штормов на основе сочетания в режиме реального времени широкого инструментария предсказания погоды и крупномасштабного моделирования в сочетании с моделированием данных |
Интернет-СМИ и индустрия развлечений | Доставка развлекательных материалов либо для потребления, либо для взаимодействия |
Распределенная обработка запросов, основанная на сервисах | Распределенный обработчик запросов, основанный на наборе сервисов, поддерживающий обработку запросов, написанных на декларативном языке, посредством одного и более существующих сервисов |
Международное сотрудничество в области термоядерного синтеза | Определяет виртуальную организацию в области термоядерных исследований, и направлено на удовлетворение потребностей в области программного обеспечения, разработанного и используемого этим сообществом, которое основано на модели провайдера прикладных сервисов |
Последовательность заданий в Грид | Конструирование новых сервисов посредством компоновки существующих. Новый сервис может быть создан и использован путем регистрации определения последовательности заданий в обработчике последовательности заданий |
Посредник в предоставлении ресурсов Грид | Вставка звена поддержки между собственниками ресурсов Грид и конечными потребителями позволит сконцентрироваться собственникам ресурсов на своих основных задачах, а оконечные пользователи могут приобретать ресурсы в комплекте с необходимыми пакетами, предоставляемыми посредниками |
Интер-Грид | Расширение варианта использования "Коммерческий центр данных" путем включения большого числа приложений, которые не являются Грид-приложениями и которые трудно изменить, т.е. смешанные (как Грид, так и не-Грид) центры данных, и система Грид, охватывающая множество компаний. Охватывает также и коммунальные расчеты |
Интерактивные Грид-системы | По сравнению с вариантом использования "Интернет СМИ" добавлено высокое разрешение распределенных вычислений |
Упрощенная Грид-система | Расширение, касающееся использования Грид на малых устройствах (мобильные телефоны и пр.) и определяющее набор необходимых сервисов, обеспечивающих возможность включения этих устройств в Грид-среду |
Грид-портал ВО | ВО предоставляет своим членам доступ к вычислительным данным, данным, основанным на инструментальной базе, и другим типам ресурсов. Грид-портал обеспечивает конечным пользователям обзор собранных ресурсов, доступных членам виртуальной организации |
Стабильный архив | Стабильная среда (окружение) проводит технологическую эволюцию посредством обеспечения приемлемых абстрактных уровней управления соответствием между старыми и новыми протоколами, программным обеспечением и аппаратными системами, сохраняя при этом аутентичные записи |
Взаимная авторизация | Уточняет варианты использования "Коммерческий центр данных" и "Международное сотрудничество в области термоядерного синтеза", вводя дополнительные требования заявителя, разрешающие работу ресурса, на котором задача будет в конечном итоге выполняться |
Сервис использования ресурсов | Облегчает метрики использования ресурсов, которые создаются приложениями, связующим ПО, операционными системами и физическими (вычислительными и сетевыми) ресурсами в распределенной гетерогенной среде |
Варианты использования приложений | Вычисления в Грид-системах, состоящих из одинаковых узлов, распределенный доступ к файлам, сценарии доставки контента (содержимого) |
ИТ-инфраструктура и управление | Выполнение задач, циклическое разделение ресурсов и сценарии предоставления ресурсов |
Грид-система реального времени | Распределенное и совместное исследование пространства параметров посредством управления вычислениями и визуализацией высокого качества в режиме реального времени |
Обучающая Грид-система | Ориентированная на пользователя, основанная на контекстных и экспериментальных подходах, используемая для повсеместного обучения в рамках виртуальной организации |
Распределенное моделирование, основанное на архитектуре высокого уровня | Распределенная, совместно используемая среда для разработки и запуска моделирования через административные домены |
Грид-система, основанная на предоставлении сервисов приложений (ASP) | Инфраструктура для предоставления сервисов приложений, поддерживающая различные модели бизнеса, основанная на Грид-технологии |
Архитектура мониторинга Грид | Система мониторинга Грид, масштабируемая для широкого круга сетей и способная охватить большое число динамических и гетерогенных ресурсов |