Grid Computing

Wat is de betekenis van Grid Computing?

Bij grid computing worden verschillende computers of servers aan elkaar verbonden om ingewikkelde technische vraagstukken op te lossen. De computers hoeven hiervoor niet dezelfde hardwareDe hardware van een informatiesysteem is de materiële component, alles wat je fysiek kan aanraken. Voorbeelden hiervan zijn de computermuis, het scherm, het toetsenbord, de processor, de harde schijf etc. Om een informatiesysteem te doen werken, moet deze hardware aangedreven worden door verschillende programma’s, die niet materieel zijn. Zo is er een besturingssysteem nodig (zoals Windows of MacOS), en wordt er vaak extra software geïnstalleerd voor de uitvoering van specifieke taken. Dit kunnen eenvoudige taken zijn zoals tekstverwerking, maar ook video-editing of zelfs de gehele Enterprise Resource Planning.– en softwareOnder software verstaan we alle programma’s en applicaties die ervoor zorgen dat een informatiesysteem naar behoren werkt. Dit zijn niet-materiële componenten, in tegenstelling tot hardware. Software kan je dus niet aanraken, maar is wel nodig om een informatiesysteem taken te laten uitvoeren. Deze programma’s zorgen er onder andere voor dat een computer gebruikt kan worden voor tekstverwerking, om te surfen op het internet of om video’s te bewerken.-infrastructuur te hebben. Technisch gezien wordt de verbinding van apparaten in een grid meestal tot stand gebracht via een LANEen Local Area Network (LAN) of Lokaal Gebiedsnetwerk is een netwerk van verbonden hardware die relatief dicht bij elkaar geplaatst is. Via deze verbindingen kunnen er thuis of op een bedrijf fysieke aansluitingen gemaakt worden met onder andere printers, routers en andere computers. De meest voorkomende vorm van LAN-verbinding wordt verzorgd door een ethernet-kabel. Als er over een langere afstand een fysieke verbinding moet worden gemaakt, wordt gesproken van een Wide Area Network (WAN).– of WANEen Wide Area Network wordt gebruikt om verschillende kleinere netwerksystemen te koppelen. De netwerken die gekoppeld moeten worden bevinden zich in dit geval ver van elkaar. Denk hierbij aan het koppelen van de Local Area Networks (LAN’s) van servers, computers en printers op de verschillende campussen van een universiteit. WAN’s bestaan er in verschillende groottes. Dit gaat van verbindingen tussen verschillende diensten van het stadsbestuur tot de connectie van GSM-masten voor het regelen van een nationaal 4G-netwerk. Zelfs met andere continenten wordt via WAN gecommuniceerd. Op die manier kan een bedrijf uit Nederland zijn documentbeheer of Enterprise Resource Planning bijvoorbeeld laten draaien op een server binnen hetzelfde WAN in de Verenigde Staten.-verbinding.

Een grid vormt in veel gevallen een voordeel, juist omdat computers of servers vaak verschillende mogelijkheden bieden. Zo kunnen erg verschillende taken binnen het grote vraagstuk uitgevoerd en samengevoegd worden voor de oplossing van het ‘probleem’. Dit is bijvoorbeeld het geval in de medische sector, waarbij het voor bepaalde onderzoeken nodig is om op verschillende vlakken naar cellen of moleculen te kijken. De combinatie van verschillende invalshoeken (bijvoorbeeld botscans en DNA-onderzoek), zorgen zo voor een volledig correct analyseresultaat. Grid computing werd ontwikkeld voor problemen die te complex zijn voor een supercomputer, en die tegelijkertijd vereisen dat kleinere (deel)taken en problemen niet uit het oog verloren worden.

Wist je dat? De term grid computing komt voort uit een analogie met electric power grid. Midden jaren ‘90 begonnen Ian Foster, Carl Kesselman en Steve Tuecke de term te gebruiken om aan te tonen dat grid computing revolutionair was. Het oplossen van een complex computervraagstuk werd met behulp van Grid computing dusdanig eenvoudig, dat de onderzoekers het vergeleken met het starten van een elektrisch apparaat door het aan te sluiten op het elektriciteitsnetwerk.

Verschillende soorten Grid Computing

Binnen een grid kunnen er veel verschillende middelen ingezet worden om tot probleemoplossing te komen. Er kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van verschillende programmeertalen, of een combinatie van open sourceIn de basis betekent open source dat de broncode van software wordt meegeleverd. Dit betekent dat een bedrijf deze broncode kan gebruiken om zelf doorontwikkelingen uit te voeren, of dit door een derde partij kan laten doen. Ook kunnen er functionaliteiten worden toegevoegd die andere gebruikers uit de community (die ook over de broncode beschikt) ontwikkeld hebben. Open-source-software wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het inrichten van documentbeheer (DMS) en Enterprise Resource Planning (ERP). en closed source. Ondanks de vele mogelijkheden van grids, kan toch er een basisindeling van twee soorten gemaakt worden:

• Data Grid: een grid die op hetzelfde moment gebruik maakt van alle data gegenereerd door de verschillende computers in de grid. Vooral bij (wetenschappelijk) onderzoek wordt dit soort grids veel gebruikt. Het laat onderzoekers namelijk toe om data, methodes en (tijdelijke) resultaten van hun deelonderzoek te koppelen aan de verwerkingen van andere teams. Neem bijvoorbeeld het onderzoek naar longkanker. Daarbij kan het erg handig zijn als de longspecialist, de behandelende artsen van huidige longkankerpatiënten en het onderzoeksteam van het lab allemaal ook gebruik kunnen maken van de data, methodes en resultaten van de ander.
• CPU Scavenging Grid: een grid die gebruikt maakt van de kracht van de aangesloten apparaten die op dat moment niet gebruikt worden. Wanneer bijvoorbeeld het RAM-geheugen van een gekoppelde computer niet gebruikt wordt (zoals tijdens de middagpauze), kan dit werkgeheugen worden ingezet voor de ondersteuning van andere deeltaken. Zo worden deeltaken of -projecten als het ware doorgestuurd tussen computers en servers die op dat moment de capaciteit hebben om eraan te werken.

Grid Computing en verwante termen

Er zijn twee termen die behoorlijk gerelateerd zijn aan grid computing, en daardoor vaak voor verwarring zorgen: cluster computing en cloud computingCloud computing is het gebruik van software of opgeslagen gegevens (database) via een netwerk, meestal het internet. Bedrijfssoftware of een database in de cloud kan op uw eigen servers worden geïnstalleerd of op de servers van een derde partij. Een bedrijf hoeft bovendien niet volledig voor de cloud of het lokale model te kiezen: lokaal geïnstalleerde software kan in veel gevallen perfect gebruik maken van een online database.. De verwarring komt vooral voort uit het feit dat de drie systemen gebaseerd zijn op een connectie van systemen via de creatie van een netwerk, op de uitwisseling van gegevens en functionaliteiten en op samenwerking en multitasking.

Het grootste verschil tussen grid computing en cluster computing zit hem in het feit dat de gekoppelde apparaten bij cluster computing wél van hetzelfde type zijn. Ze bestaan uit dezelfde hardware en software, en zijn dus niet in staat om erg verschillende taken uit te voeren. De verschillen tussen grid computing en cloud computing worden uitgebreid besproken in onderstaande tabel.