Laboratorium Wirtualne w środowisku gridowym VLAB R.W. Adamiak,, Z. Gdaniec,, M.Lawenda, N.Meyer Meyer,, Ł.Popenda Popenda,, M.Stroiński Stroiński,, K. Zieliński Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 9-119 kwietnia 2003
Agenda Wstęp Potrzeba budowy Wymagania funkcjonalne Różnice między LW a SZW Architektura Wdrożenie + problematyka Podsumowanie 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 2
Wstęp (1/2) Projekt Obliczenia wielkiej skali i wizualizacja do zastosowań w wirtualnym laboratorium z użyciem klastra SGI - na podstawie decyzji Ministerstwa Nauki i Informatyzacji (decyzja nr 03282/C.T11-6/2002 z dnia 9 grudnia 2002) - nr projektu 6 T11 0052 2002 C/05836 Czas realizacji: grudzień 2002 październik 2004 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 3
Partnerzy: Wstęp (2/2) ACK Cyfronet AGH Instytut Chemii Bioorganicznej PAN - Poznańskie Centrum Superkomputerowo Sieciowe Centrum Komputerowe Politechniki Łódzkiej Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej Politechnika Wrocławska, WCSS Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej SGI (Silicon( Graphics, Inc.) ATM S.A. 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 4
Potrzeba budowy Możliwości korzystania w sposób zdalny z bardzo drogich przyrządów laboratoryjnych Wspólna praca nad projektami naukowymi Krótsze terminy realizacji projektów Bliżej koncepcji escience Telepraca Telenauka 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 5
Założenia Dostęp z dowolnego miejsca przez Internet Uniwersalna architektura elastyczność umożliwiająca adaptacje do różnych typów urządzeń Eksploracja wyników wcześniej wykonanych eksperymentów oraz publikacji z danej dziedziny 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 6
Zdalny dostęp Funkcjonalność (1/2) Równoważenie obciążenia Rozliczanie użytkowników Digitalizacja wyników 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 7
Funkcjonalność (2/2) Praca Praca grupowa Komunikacja z obsługą urządzeń Rezerwacja czasu wykonania eksperymentu 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 8
Różnice między LW a SZW dostęp do wielu urządzeń wybór najmniej obciążonego definiowanie ciągu operacji do wykonania korzystanie z zasobów biblioteki cyfrowej praca grupowa rozliczanie użytkowników z wykorzystanych zasobów większy zakres bezpieczeństwa sprawdzanie poprawności zleconego zadania możliwość zlecania zadań wsadowych niezależność od architektury i posiadanego oprogramowania 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 9
Cele badawcze Główne cele badawcze PCSS obejmują: Opracowanie uniwersalnej architektury Alokacja przyrządu w środowisku rozproszonym Równoważenie obciążenia Uwzględnienie czynnika ludzkiego podczas wykonywania zadania Sposób dostarczania informacji Wspomaganie pracy naukowców Nauczanie 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 10
Struktura komunikacyjna Struktura klient-agent agent-serwer Większość funkcji jest skupiona po stronie serwera aplikacyjnego (agenta) Konstrukcja modularna Współpraca z innymi agentami Specjalny protokół komunikacyjny 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 11
Podział na: Modułowość systemu Moduły ogólnego przeznaczenia Moduły specyficzne Adaptacja do nowego typu laboratorium Moduł szeregujący uwzględniający specyfikę danego laboratorium 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 12
Główne moduły funkcjonalne Klient Agent Serwer Uwierzytelnienie i autoryzacja Moduł administratora urządzenia laboratoryjnego Proxy komunikacyjne Główny moduł szeregowania zadań Proxy komunikacyjne Zlecanie zadań Moduł administratora serwera Moduł administratora serwera obliczeniowego Wizualizacja wyników Moduł szeregowania dla urządzenia Monitoring urządzenia i zadania Wizualizacja on-line Moduł użytkownika Moduł administratora LW Komunikacja między użytkownikami Monitor zasobów Rozliczanie użytkowników Komunikacyja między użytkownikami Proxy komunikacyjne Archiwizacja wyników System zarządzania danymi Moduł uniwersalny Prezentacja wyników Wizualizacja on-line wyników Rozliczanie użytkowników Centrum Certyfikacji Moduł specyficzny 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 13
Technologie Agent 2 komunikacyjne Klient Najważniejsze technologie: Web Service ODBC WebServices Technologie wykorzystywane przy komunikacji między modułami laboratorium wirtualnego Moduł 1 unixodbc Database WebServices WebServices WebServices Agent 1 WebServices... Agent N Moduł 2 WebServices Moduł N WebServices Serwer 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 14
Bezpieczeństwo Dostęp do środowiska laboratorium tylko z ważnym certyfikatem Wieloetapowa autoryzacja procesów użytkowników Szyfrowanie kanałów 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 15
Rozliczanie użytkowników Rozliczanie użytkowników z wykorzystanych zasobów Ograniczenia co do używanych zasobów System raportowania Integracja z gridowym system rozliczania System Użytkowników Wirtualnych (PCSS) 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 16
Praca grupowa Wiele typów komunikacji przesyłanie krótkich wiadomości chat audio video Umożliwienie współpracy naukowców pochodzących z wielu odległych geograficznie miejsc 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 17
Wdrożenie Laboratorium Wirtualne Spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego - współpraca z Instytutem Chemii Bioorganicznej PAN Wdrożenie w oparciu o sieć Pionier 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 18
Spektroskopia NMR (1/2) Dziedziny nauki: fizyka chemia biochemia chemia biopolimerów biologia molekularna biomedycyna biotechnologia 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 19
Spektroskopia NMR (2/2) Zastosowanie: sprawdzanie czystości substancji identyfikacja związków organicznych badanie kinetyki reakcji badanie równowag konformacyjnych badanie dynamiki molekularnej badanie oddziaływań wewnątrz- i międzycząsteczkowych ustalanie struktury przestrzennej cząsteczek - wykorzystanie Laboratorium Wirtualnego 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 20
Przebieg eksperymentu (1/2) Część pierwsza wykonywana przez operatora przygotowanie próbki określenie typu sondy i zamontowanie jej w magnesie wprowadzenie próbki do magnesu ręczne dostrojenie sondy podłączenie układu chłodzącego 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 21
Przebieg eksperymentu (2/2) Część druga zautomatyzowana (VNMR, Xwin-NMR) wybór katalogów roboczych, wybór sekwencji pomiarowej, modyfikacja parametrów danej sekwencji, wprowadzenie początkowych wartości parametrów dla cewek korekcyjnych znalezienie sygnału jąder deuteru pochodzącego od rozpuszczalnika włączenie stabilizacji jądrowej korekta jednorodności pola magnetycznego 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 22
Napotkane problemy (1/2) Próbka przygotowywana przez osobę dokonującą pomiaru wybór laboratorium gdzie zostanie wysłana - brak możliwości równoważenia obciążenia transport przechowywanie czas trwałości 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 23
Napotkane problemy (2/2) Czynnik ludzki dostępność operatora opiekującego się spektrometrem umiejętności związane z przygotowaniem próbki zmianą sondy dostrojeniem pola magnetycznego cewek 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 24
Stan prac na świecie VLAM-G G (Amsterdam) http://www www.dutchgrid.nl/vlam-g/ LABNET (Włochy) http://www www.labnet.cnit.it/ Remote Spectroscopy (Wisconsin) D-LAB (IST-1999 1999-12502) 12502) http://www www.npk.gov.pl/cordis/www.cordis.lu/ist/projects/99-12502. 12502.htm DiViLab (IST-1999 1999-12017) 12017) http://www www.divilab.org/ ICE-R (Baden-Württemberg) http://www www.hlrs.de/.de/organization/vis/projects/vrslab.html 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 25
Podsumowanie Dodatkowa funkcjonalność Modularna architektura Wdrożenie LW Spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego z wykorzystaniem sieci Pionier Napotkane problemy Wpływ czynnika ludzkiego 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 26
Dziękuję za uwagę VLAB http://vlab vlab.man.poznan.pl/ vlab@man man.poznan.plpl 2003-04-10 Polski Internet Optyczny PIONIER 2003 27