VI Workshop on Grid Computing and Applications

Co-located with SBRC 2008, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil
Friday, May 30 - 2008


Friday - May 30th, 2008:
Time
Title
09:00AM - 10:30AM Technical Session 1 - Chair:
Full Papers Um Sistema Baseado em Grid para Interoperabilidade de PACS Distribuídos e Heterogêneos
Ramon Costa, Universidade Federal do Espírito Santo - UFES, Brazil
Alvaro Barbosa, Saulo Bortolon, UFES, Brazil.
Resumo: PACS (Picture Archiving and Communication System) são dispositivos de aquisiçãoo de imagem, unidades de armazenamento, processamento computacional e bancos de dados de imagens médicas integrados em rede. Os PACS, em geral , são sistemas stand-alone que têm seu próprio formato para armazenar imagens e informações de pacientes e não foram projetados para possibilitar a interoperabilidade. Este artigo apresenta um sistema para a integração de PACS distribuídos e heterogêneos usando Grid para a execução de consultas distribuídas e visualização de imagens. O sistema permite a realização de consultas sobre imagens armazenadas em PACS que demandam alto poder de processamento distribuído.
Um portfolio de segurança para um sistema de grade entre pares de livre entrada
Flavio de Figueiredo, Universidade Federal de Campina Grande, Brazil
Matheus Gaudencio, UFCG, Brazil
Thiago Cunha, Rodrigo Miranda, Francisco Brasileiro, Universidade Federal de Campina Grande, Brazil.
Resumo: Segurança é um aspecto importante na computação em grade, pois é preciso proteger os recursos, os usuários e o próprio middleware da grade. Nas grades entre pares e de livre entrada, as questões de segurança se tornam mais complexas, devido à ausência de identidades fortes no sistema. Na realidade, não existe uma solução única que satisfaça os requisitos de todos os usuários deste tipo de grade. Neste artigo, as tecnologias de segurança disponíveis para os outros tipos de grades e sistemas distribuídos são adaptadas e aplicadas às grades entre pares e de livre entrada, a fim de formar um portifólio de segurança disponível para os diferentes perfis de usuários deste tipo de sistema. O portifolio foi implementado e validado no OurGrid.
GPOL: Uma Linguagem para Workflows de Serviços em Grades Computacionais
Carlos Senna, Unicamp, Brazil
Edmundo Madeira, UNICAMP, Brazil.
Resumo: O ambiente colaborativo das grades computacionais facilita a interação entre os usuários, mas requer um nível adicional de gerência de workflow. Esse artigo apresenta a GPOL (Grid Process Orchestration Language), uma linguagem compacta orientada ao usuário, que permite descrever o relacionamento entre tarefas e serviços fortemente acoplados. Os workflows GPOL usam o conceito de orquestração de serviços Web aplicado aos serviços das grades computacionais.
10:30AM - 11:00AM Posters - Chair:
Políticas e Práticas de Certificação de Infra-estruturas de Chaves Públicas para Grades
Luiz Manoel Rocha Gadelha Júnior, LNCC, Brazil
Fabio Licht, LNCC - Laboratório Nacional de Computação Científica, Brazil
Vívian Medeiros, LNCC, Brazil
Bruno Schulze, LNCC, Brazil.
Resumo: Infra-estruturas de chaves públicas são essenciais para a segurança de ambientes de computação em grade. Para se tornar operacional, uma autoridade certificadora deve definir as suas práticas e políticas, que podem ser utilizadas por partes confiantes para avaliar o seu nível de confiança. Neste artigo, é realizado um levantamento das atuais práticas e políticas empregadas por autoridades certificadoras para grades. Em particular, são descritas algumas experiências de implantação de autoridades certificadoras para grades e definição de suas políticas e procedimentos operacionais.
Um sistema de backup automático para ambientes corporativos baseado em serviços
Paulo Zanoni, Universidade Federal do Paraná, Brazil
Luis Carlos De Bona, University Federal of Parana, Brazil.
Resumo: Este artigo apresenta os principais problemas relacionados aos sistemas de backup distribuído e abordagens para suas soluções. Um modelo para implementação de serviços de backup distribuído também é proposto. O modelo é dividido em serviços que colaboram entre si. Os serviços de grades computacionais podem ser utilizados para a implementação dos mesmos.
  Um mecanismo de Checkpointing para ZeliGrid
Jeane Cezário, UERJ, Brazil
Alexandre Sztajnberg, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Brazil.
  Resumo: Ambientes altamente distribuídos são caracterizados pela heterogeneidade e variação da disponibilidade de seus recursos. Aplicações com requisitos não-funcionais executando em tais ambientes requerem mecanismos para (i) monitorar o estado dos recursos e (ii) gerenciar a distribuição de componentes, baseado no estado dos recursos monitorados, com o objetivo de otimizar a sua execução. O middleware ZeliGrid, para grades computacionais, provê estes mecanismos através de contratos. Durante a execução da aplicação ZeliGrid avalia se o contrato está sendo respeitado e dinamicamente decide se os diversos componentes continuam executando nos nós atuais ou se devem ser reiniciados em outro nó, mais apto. Neste trabalho introduzimos um mecanismo de persistência do estado (checkpointing) e migração dos componentes da aplicação, integrado à ZeliGrid, com o objetivo de manter a aplicação executando segundo seus requisitos não-funcionais, sem a necessidade de reiniciar seus componentes quando ocorre uma reconfiguração.
  Uma Arquitetura para Otimização de Desempenho em Grades Computacionais Oportunistas
Raphael Gomes, Universidade Federal de Goiás, Brazil
Fabio Costa, UFG, Brazil
Fouad Georges, Universidade Salgado de Oliveira, Brazil.
Resumo: Plataformas de middleware para computação em grade apresentam como característica a necessidade de lidar com ambientes computacionais extremamente dinâmicos. Isto é especialmente verdade em grades oportunistas, onde a disponibilidade de recursos pode variar dramaticamente, podendo afetar negativamente as aplicações de grade. Investigamos o uso de técnicas de recuperação de falhas e adaptação dinâmica como forma de alcançar uma melhor qualidade do serviço concedido às aplicações de grade (por meio de um verdadeiro melhor-esforço) e de otimizar o desempenho global do sistema. Os resultados desse trabalho serão incorporados no middleware InteGrade.
Uma Estratégia de Baixo Custo Computacional para Identificação e Informação de Recursos em uma Grade
Lourival GÓIS, Marcos M. Tenorio, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Brazil.
Resumo: Este artigo propõe a aplicação de uma estratégia de levantamento e informação de recursos ociosos em um sistema de gerenciamento descentralizado. A abordagem adotada prioriza o baixo custo computacional inerentes a estes processos
através da geração dos índices de carga e ociosidade através de vários tipos de médias móveis que refletem de forma diferente a situação atual dos recursos compartilhados, bem como a comunicação dos mesmos ao gestor do domínio sem sobrecarregar a infraestrutura de redes.
Análise e disposição de recursos de rede em grades computacionais
Alex Camargo, IME/USP, Brazil
Alfredo Goldman, USP, Brazil.
Resumo: Arcabouços de grades computacionais têm se popularizado nos últimos anos, por serem uma proposta concreta para gerenciamento e uso de recursos distribuídos. Alguns destes arcabouços, como o Integrade~\\cite{integrade}, tem como característica permitir a execução de aplicações paralelas fortemente acopladas, onde a otimização de comunicação é fator crucial de desempenho das aplicações. Neste artigo apresentamos um estudo sobre inferência de topologia física das redes locais que formam o arcabouço de grade, de forma a prover dados para que o algoritmo de escalonamento aloque as tarefas da melhor forma possível.
  Gerenciando Reservas de Recursos de Grade
Leonardo Kunrath, Universidade Federal de Santa Catarina, Brazil
Carlos Westphall, Federal Uiversity of Santa Catarina, Brazil.
  Resumo: Neste trabalho, discutimos sobre a forma com que nosso gerenciador de reservas de recursos de Grade provê as características de eficiência, boa utilização dos recursos, flexibilidade e abrangência.
11:00AM - 12:30PM Technical Session 2 - Chair:
  Simulação de tomografia computadorizada de raios x utilizando programação paralela em sistemas de processamento de alto desempenho
Mauricio Antolin, Centro brasileiro de Pesquisas Físicas, Brazil
Marcelo Albuquerque, CBPF, Brazil
Luis Fernando de Oliveira, Universidade doEstado do Rio de Janeiro, Brazil.
  Resumo: A tomografia computadorizada (TC) é classificada como uma técnica de ensaio não destrutivo com grande aplicabilidade na medicina e na industria. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um simulador Monte Carlo para TC usando difração de raio X para ser executado em um sistema distribuído de alta performance e verificar tanto sua aplicabilidade como seu desempenho.
  Métodos de Escalonamento de Tarefas para Otimização por Simulação em Grade Computacional
Patricia Costa, Laboratório Nacional de Computação Científica, Brazil
Franklin Lima, LNCC, Brazil
Eduardo Garcia, LNCC/MCT, Brazil
Helio Barbosa, Laboratório Nacional de Computação Científica, Brazil
Bruno Schulze, LNCC, Brazil.
  Resumo: Neste trabalho faz-se uma análise de desempenho de métodos de auto-escalonamento para um sistema distribuído que dá suporte a uma metodologia de otimização por simulações para modelagem numérica de remedição de aqüíferos contaminados. O sistema usa um modelo mestre/escravo, onde o mestre executa um algoritmo de otimização evolucionista e distribui as simulações entre os escravos (agentes) distribuídos pelos nos da grade, que acionam as execuções do simulador e calculam as funções objetivo das soluções candidatas. Um estudo comparativo entre métodos de auto-escalonamento mostra a influencia do particionamento das tarefas no desempenho do sistema.
  Uma Arquitetura para Integração de Impressão Digital através de uma Grade Computacional
Jurema Barretto, Universidade Federal da Bahia, Brazil
Wilson Leite Junior, Filipe Alves Amadeu Barbosa Junior, UFBA, Brazil
Amadeu Barbosa Jr, Fabíola Greve, Universidade Federal da Bahia, Brazil.
  Resumo: Este artigo apresenta uma arquitetura para integração de dados de impressão digital dispersos geograficamente com base no uso de uma infra-estrutura de grades computacionais. A arquitetura prove o compartilhamento de informações biometricas através de um ambiente seguro, consistente independente e de baixo custo, fundamentando-se em soluções de código aberto e hardware heterogêneo. Para avaliar a viabilidade da arquitetura foi desenvolvida uma aplicação para identificação criminal de indivíduos através do reconhecimento de impressão digital. Testes preliminares foram feitos como forma de validar o seu funcionamento e avaliar o seu desempenho.
2:00PM - 3:30PM Technical Session 3 - Chair:
  A Grid Enabled Algorithm for the Multiple Resources Allocation Problem
Higor Vieira Neto, Vinicius Petrucci, Lúcia Drummond, Universidade Federal Fluminense, Brazil.
  Abstract: Typically, a Grid is composed by a collection of clusters, whose nodes are connected by high-speed dedicated links. Communication among nodes in distinct clusters is performed by much slower WANs. One would like to have scalable synchronization algorithms taking into account such hierarchical network topology. In this work we propose a token-based algorithm to solve the multiple resources allocation problem considering the usual hierarchical network topology of Grid environments. Few papers present a mutual exclusion algorithm specifically for Grids and usually they consider the sharing of a unique resource. However, it is typical in Grids to have several kinds of shared resources, including hardware such as RAM, disk space, communication channels, and software such as programs, files and data. We compared the proposed algorithm with a well known token-based algorithm for solving the multiple resource allocation problem, that does not consider the particularities of Grid environments. The reduction in the number of inter-cluster messages and the waiting time to enter a critical section makes the proposed algorithm very attractive in Grid applications.
  Interoperação de Grades Móveis Ad hoc com Grades Fixas
Bruno Fernandes Bastos, Laboratório Nacional de Computação Científica, Brazil
Luciana Lima, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Brazil
Antônio Tadeu Azevedo Gomes, LNCC,
Artur Ziviani, LNCC, Brazil.
  Resumo: Grades móveis ad hoc têm sido apontadas como uma abordagem promissora para aplicações como redes de resposta a incidentes, sistemas de trabalho de campo em áreas isoladas, entre outras. Embora essas grades sejam vistas originalmente como agrupamentos de processamento isolados, a aproximação das mesmas a uma rede fixa permite expandir enormemente a sua capacidade computacional graças aos recursos disponíveis na rede fixa. A interoperação entre grades móveis ad hoc e recursos na rede fixa é, contudo, um problema ainda não abordado na literatura. O objetivo principal do presente trabalho é justamente explorar esse problema. Este artigo propõe duas abordagens distintas de interoperação, e avalia qualitativamente as implicações de cada uma delas. Dois middlewares de grade são usados como base para essa análise. Esses middlewares são empregados também na prototipação das abordagens propostas, a fim de demonstrar a sua exeqüibilidade e oferecer uma base para o desenvolvimento de aplicações que possam valer-se dessa interoperação.
  Agentes Móveis: Uma Abordagem para a Execução de Aplicações Longas em Ambientes Oportunistas
Vinicius Pinheiro, Universidade de São Paulo, Brazil
Alfredo Goldman, USP, Brazil
Francisco José Silva, Universidade Federal do Maranhão, Brazil.
  Resumo: O paradigma de agentes móveis vem sendo abordado como uma alternativa promissora para superar os desafios impostos na construção desses ambientes oportunistas. O middleware de grade MAG (Mobile Agents for Grid Computing Environment) explora este poderoso paradigma através do encapsulamento das aplicações em agentes móveis, que assim são submetidas ao ambiente de execução. Esses agentes podem ser realocados dinamicamente entre os nós da grade através de um mecanismo de migração transparente, adequado ao balanceamento de carga entre nós não dedicados. O MAG também inclui técnicas de tolerância a falhas tais como replicação, checkpoint e reenvio de tarefas. Esses mecanismos podem ser utilizados isoladamente ou em conjunto de forma a se adequar a diferentes cenários de disponibilidade de recursos. Este trabalho mostra a arquitetura do MAG e o que este middleware pode fazer em ambientes de grades oportunistas. Inclui também a descrição dos mecanismos de tolerância a falhas e avaliações de desempenho em um ambiente real.
4:00PM - 5:00PM Technical Session 4 - Chair:
  Pré-escalonamento com QoS em Grids Computacionais utilizando Economia de Créditos e Acordos em Nível de Serviço
Matheus Bandini, Antonio Mury, Bruno Schulze, LNCC, Brazil
Ronaldo Salles, Instituto Militar de Engenharia, Brazil.
  Resumo: This paper proposes an architecture for the supply of Quality of Service on Grid computing (GridQoS) making use of a credit based Economy for the definition of Service Level Agreements (SLAs). Users are allowed to interact with the System on a transparent way, no matter their knowledge about the usage of a grid infrastructure. The System will use the information about the plan of service that has been chosen by the users to define the resources that will be used, the priority of each process and scheduling, as well as the charge each user will have to pay for the services.
  Compartilhamento Eficiente de Dados Ambientais em um Ambiente Distribuído
José Flávio M. V. Júnior, Ricardo Araújo Santos, Eliane Araújo, Universidade Federal de Campina Grande, Brazil
Lauro Costa, UFCG - Universidade Federal de Campina Grande, Brazil
Francisco Brasileiro, Universidade Federal de Campina Grande, Brazil.
Resumo: O compartilhamento eficiente de dados ambientais tem sido um grande desafio para pesquisadores e profissionais da área. A produção desses dados é interdisciplinar e inclui agências governamentais e de pesquisa e desenvolvimento. Por isso, os dados gerados são dispersos geograficamente e não possuem um mesmo formato, o que dificulta o compartilhamento. Este artigo apresenta o MetaFinder, uma solução aberta baseada em uma grade de dados (data grid), que viabiliza o compartilhamento de dados ambientais de forma escalável e tolerante a falhas. O sistema usa uma solução distribuída para transferência eficiente das informações e princípios de folksonomia, para equacionar problemas de incompatibilidades de vocabulário.