Ґрід () — це географічно розподілена інфраструктура, яка об'єднує множину різних типів, доступ до яких користувач може отримати з будь-якої точки, незалежно від місця їх розміщення. Ґрід надає колективний розподілений режим доступу до ресурсів і до зв'язаних з ними послуг в рамках глобально-розподілених організацій (підприємства які спільно використовують глобальні ресурси, бази даних, спеціалізоване програмне забезпечення).What is grid computing? — Gridcafe . E-sciencecity.org. Retrieved 2013-09-18.
Ґрід може розглядатися як розподілена система з неінтерактивних робочих навантажень, які включають в себе велику кількість файлів. Сітка обчислень відрізняється від звичайних високопродуктивних обчислювальних систем, таких як кластерних обчислень тим, що сітки комп'ютерів мають кожен вузол налаштований на виконання іншої задачі / програми. Комп'ютерні сітки також мають тенденцію бути більш різнорідними і географічно розосередженими (таким чином, не фізичні в поєднанні), ніж кластерні комп'ютери. Незважаючи на те, що одна сітка може бути присвячена певній програмі, зазвичай сітка використовується для різних цілей. Сітки часто побудовані із використанням бібліотек проміжного (зв'язувального) мережевого програмного забезпечення загального призначення. Розміри сітки може бути досить великим.
Ґрід є формою розподілених обчислень, у якій багато комп'ютерів об'єднані в один потужний віртуальний комп'ютер, і які працюють разом для виконання трудомістких завдань. Для деяких застосувань, «ґрід» обчислення можна розлядати як спеціальний тип паралельних обчислень які покладаються на цілі комп'ютери (обладнані процесорами, пам'ятю, живленням, мережевим інтерфейсом і тд.), під'єднані до комп'ютерної мережі (приватної або публічної) звичайним мережевим інтерфейсом, таким як Ethernet. Це все відрізняється від традиційного поняття суперкомп'ютера, який має багато процесорів, з'єднаних локальною високошвидкісною комп'ютерною шиною.
Огляд Ґрід обчислення з'єднує комп'ютери з багатьох адміністративних доменів для досягнення певних цілей, щоб вирішити одну задачу, і може потім зникнути. Однією з основних стратегій ґрід обчислень є використання проміжного ПЗ, яке може адаптуватися під завдання, що розв'язується в одному віртуальному домені, для того щоб розподілити шматки програм серед декількох комп'ютерів, іноді навіть серед тисяч. Грід-обчислення включає обчислення в розподіленому режимі, який також може включати агрегацію великомасштабних кластерів. Розмір сітки може варіюватися від слабо прикутих до мережі робочих станцій в межах корпорації, до сильно прикутих до мережі комп'ютерних робочих станцій публічної корпорації з багатьма компаніями та мережами. «Поняття обмеженою сітки може бути також відомо як співпраця Intra-вузлів у той час як поняття більшої, ширшої мережі таким чином, може ставитися до співпраці інтер-вузлів» .
Сітки є однією з форм розподілених обчислень відповідно до якого «супер віртуальний комп'ютер» складається з безлічі мережевих слабозв'язаних комп'ютерів, що діють разом для виконання дуже великі завдання. Ця технологія була застосована для інтенсивних обчислень наукові, математичні та наукові проблеми за допомогою добровольця обчислень, і він використовується в комерційних підприємствах для таких різноманітних застосувань, як створення ліків, економічне прогнозування, аналіз сейсмічних даних і назад обробки даних в офісі підтримки e-комерції та вебсервісів.
Координація додатків на Грід системах може бути складним завданням, особливо коли координують потоки інформації через розподілені обчислювальні ресурси. Робочі потоки Ґрід були розроблені як спеціалізована форма систем робочих потоків, зроблених спеціально для того щоб створювати та виконувати серії обчислювальних кроків або кроків маніпуляції з даними, або робочих потоків у контексті Ґрід.
Порівняння Ґрід та звичайних суперкомп'ютерів «Розподілені» або «ґрід» обчислення загалом є спеціальним типом паралельних обчислень що покладається на цілі комп'ютери (з повною комплектацією), під'єднані до комп'ютерної мережі (приватної або публічної) звичайним мережевим інтерфейсом, в той час як звичайний суперкомп'ютер містить безліч процесорів, підключених до локальної високошвидкісної шини.
Основною перевагою розподілених обчислень є те, що окремий осередок обчислювальної системи може бути придбаний як звичайний неспеціалізований комп'ютер. Таким чином можна отримати практично ті ж обчислювальні потужності, що і на звичайних суперкомп'ютерах, але з набагато меншою вартістю.Computational problems — Gridcafe . E-sciencecity.org. Retrieved 2013-09-18.
Основним недоліком є те, що продуктивність різних процесорів і локальні зони зберігання не мають високошвидкісні з'єднання. Таке розташування, таким чином, добре підходить для застосувань, в яких кілька паралельних обчислень може мати місце незалежно один від одного, без необхідності спілкування проміжних результатів між процесорами. Високого класу масштабованість географічно розподілених мереж, як правило, сприятливий, в зв'язку з низькою потребою для з'єднання між вузлами по відношенню до ємності мережі Інтернет спільного користування.
Також є певні відмінності у програмуванні та устаткуванні. Писати програми які працюють у середовищі суперкомп'ютера, що може мати унікальну операційну систему, може бути дорого і складно. Якщо проблема може бути адекватно розпаралелена, тонкий шар ґрід-інфраструктури може дозволити звичайній програмі запуститись на декількох машинах. Це робить можливим написання та відлагоджування на одній машині, і виключає ускладення через декілька однакових програм запущених одночасно в спільній пам'яті і просторі збереження даних.
Конструктивні міркування і різновиди
Одна особливість розподілених ґрід-систем це те що вони можуть бути сформовані з обчислювальних ресурсів які належать до декількох організацій (відомих як адміністративні домени). Це може полегшити комерційні транзакції або збірку волонтерських обчислювальних мереж.
Одним недоліком цієї особливості є те що комп'ютери які виконують обчислення не можуть бути повністю надійними. Розробники систем повинні риймати заходи, щоб запобігти тому, що шкідливі програми або збої посприяють отриманню неправильних, спотворених результатів, чи використання системи як вектор атаки. Це часто включає призначення роботи випадковому вузлу і перевірку чи хоча б два різні вузли надсилають однакову відповідь щодо даної роботи. Розбіжності відразу покажуть збій у системі або шкідливу програму. Проте, через відсутність централізованого контролю над обладнанням, немає гарантії що вузли не виведуть з ладу всю мережу у будь-який момент. Деякі вузли (наприклад, ноутбуки або комутованого інтернет-клієнтів) також можуть бути доступні для обчислень, але не мережу зв'язку для непередбачуваних періодів. Ці зміни можуть бути розміщені шляхом присвоєння великих одиниць роботи (тим самим знижуючи необхідність постійного підключення до мережі) і перепризначення одиниць роботи, коли даний вузол не в змозі повідомити свої результати в очікуваний час.
Публічні системи або адміністративні домени часто результують в потребу запуску на гетерогенних системах, використовуючи різні операційні системи і комп'ютерні архітектури.
З багатьма мовами, існує компроміс між інвестиціями в розробці програмного забезпечення та кількості платформ, які можуть бути підтримані (і, отже, розмір отриманої мережі). Крос-платформенні мови можуть знизити потребу цих компромісів, за рахунок високої продуктивності на будь-якому вузлі. Є різноманітні наукові та комерційні проєкти для використання певної пов'язаної сітки або для встановлення нових. BOINC є загальним для різних наукових проектів, спрямованих на громадських добровольців.
Насправді, проміжне програмне забезпечення можна розглядати як шар між апаратним та програмним забезпеченням. У верхній частині проміжного програмного забезпечення, ряд технічних областей повинні бути розглянуті, і вони можуть або не можуть бути залежними проміжного програмного забезпечення. Приклади областей включають управління SLA, довіру і безпеку, управління віртуальної організації, Управління ліцензіями, портали і управління даними. Ці технічні області можуть бути враховані в комерційному розчині, хоча передній край кожної області часто зустрічаються в рамках конкретних науково-дослідних проектів, які досліджують поле.
Сегментація ринку ґрід-обчислень Для сегментації ринку розподілених обчислень, повинні бути розглянуті дві перспективи: сторона постачальника і сторона користувача:
Сторона провайдера (постачальника)
В цілому, ринок грід включає декілька специфічних ринків. Це сітка проміжного програмного забезпечення на ринку, ринок для додатків з підтримкою мережевих, утиліта на ринок обчислень, а також програмне забезпечення як-послуга (SaaS) ринку.
Проміжне ПЗ грід систем це специфічний програмний продукт, який включає обмін гетерогенними ресурсами та віртуальні організації. Воно інтегроване в існуючу інфраструктуру певної компанії або компаній, і надає спеціальний прошарок між інфраструктурою та користувачами. Основним проміжним ПЗ є Globus Toolkit, gLite, та UNICORE.
Утиліта обчислення називається наданням розподілених обчислень і додатків як служби або як утиліти відкритої сітки або як хостинг-рішення для однієї організації або ВО. Основні гравці на ринку комунальних обчислень є Sun Microsystems, IBM і HP.
Грід застосунки це спеціальне програмне забезпечення яке здатне скористатись інфраструктурою ґрід. Це можливо завдяки використанню проміжного ПЗ.
Модель пропозиції програмного забезпечення споживачеві як послуги (SaaS) коли постачальник розробляє вебзастосунок, розміщує його й управляє ним (самостійно або через третіх осіб) з метою та можливістю використання замовниками через інтернет. Замовники платять не за володіння програмним забезпеченням як таким, а за його використання (через прикладний програмний інтерфейс, що доступний через веб і часто використовує вебслужби). Близьким до терміну SaaS є термін «On-Demand» (за запитом).
Сторона користувача Для компаній на замовлення або для користувацької сторони ринку грід обчислень, відмінні сегменти мають значні наслідки для їх IT стратегії розгортання. Стратегія ІТ розгортання так як і тип ІТ інвестувань є важливими аспектами для понетціальних грід користувачів та відіграють важливу роль для грід.
Історія Термін «грід-обчислення» з'явився на початку 1990-х років, як метафора, що демонструє можливість простого доступу до обчислювальних ресурсів як і до електричної мережі () у збірнику під редакцією Яна Фостера і Карла Кессельмана «The Grid: Blueprint for a new computing infrastructure» (1999).
Використання вільного часу процесорів і добровільного комп'ютингу стало популярним наприкінці 1990-х років після запуску проєктів добровільних обчислень GIMPS в 1996 році, distributed.net в 1997 році і SETI @ home в 1999 році. Ці перші проєкти добровільного комп'ютингу використовували потужності приєднаних до мережі комп'ютерів звичайних користувачів для вирішення дослідницьких завдань, що вимагають великих обчислювальних потужностей.
Ідеї грід-системи (включаючи ідеї з областей розподілених обчислень, об'єктно-орієнтованого програмування, використання комп'ютерних кластерів, вебсервісів та ін.) були зібрані і об'єднані Яном Фостером, Карлом Кессельманом і Стівом Тікі, яких часто називають батьками грід-технології. Вони почали створення набору інструментів для грід-комп'ютингу Globus Toolkit, який включає не тільки інструменти менеджменту обчислень, але й інструменти управління ресурсами зберігання даних, забезпечення безпеки доступу до даних і до самого грід, моніторингу використання і пересування даних, а також інструментарій для розробки додаткових грід-сервісів. В даний час (2016) цей набір інструментарію є де-факто стандартом для побудови інфраструктури на базі технології грід, хоча на ринку існує безліч інших інструментаріїв для грід-систем як у масштабі підприємства, так і в глобальному.