Cloud Power: Demand Computing Asst.Prof.Dr.Surasak Mungsing

Topic What is demand computing? Cluster, grid, and cloud computing Examples of demand computing Demand computing handling techniques How cloud handle demand computing? Limitation of demand computing?

What is on-demand computing? On-demand computing (ODC) is a business computing model that allows companies to provide access to computing resources as they become necessary, rather than full time a computing and communications infrastructure that facilitates flexible business service delivery and provides the basis for: Autonomic computing Fast response to external business-affecting changes. Adaptive business processes to protect revenues and contain costs Complex interactions inside and outside of organizational boundaries Resilience against external threats such as viruses, intrusions, and power outages.

Migration to Autonomic Computing IBM has identified five levels of autonomic computing: Basic: Highly skilled staff required; very hands-on; business is often hostage to IT outages. Managed: Skilled staff required to interpret management data; small amount of automation; business may still be hostage to IT outages. Predictive: Not-so-skilled staff interpret and approve actions; more automation; business may still be hostage to IT outages, though less frequently than before. Adaptive: Staff monitor automated changes/corrections and ensure good system performance; business may still be hostage to IT outages, but these can be contracted using service-level agreements. Autonomic: Fully automated; staff focuses on facilitating the business in line with stated policies.

Cluster Computing a group of linked computers, working together closely thus in many respects forming a single computer Cluster computing category High-availability (HA) clusters Load-balancing clusters Compute clusters คอมพิวเตอร์ คลัสเตอร์ คือ กลุ่มของคอมพิวเตอร์ที่มีตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปที่มีการเชื่อมต่อระบบการ ทำงานกันภายใต้ระบบเครื่อข่ายที่มีความเร็วสูง มีความสามารถในการกระจายงานไปยังเครื่องต่างที่อยู่ในคลัสเตอร์ ให้ช่ายกันประมวลผล จึงทำให้การประมวลผลมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับเครื่อง Supper Computer หรือ มีประสิทธิภาพสูงกว่า โดยที่คอมพิวเตอร์ทุกตัวในระบบคลัสเตอร์ทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดเสมือนกับ เป็นคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว โดยผู้ใช้งานเครื่องคลัสเตอร์จะมองเห็นระบบคลัสเตอร์นี้จะมองเห็นเป็น คอมพิวเตอร์เครื่องเดียว Source: http://www.rdi.ku.ac.th/Techno_ku60/res-96/index96.html

Cluster computing categorized by functionality High-availability (HA): clusters are linked together to share computational workload or function as a single virtual computer Load-balancing clusters: multiple computers are linked together to share computational workload or function as a single virtual computer Compute clusters: Often clusters are used primarily for computational purposes, rather than handling IO-oriented operations such as web service or databases High-availability clusters (also known as failover clusters) are implemented primarily for the purpose of improving the availability of services that the cluster provides. They operate by having redundant nodes, which are then used to provide service when system components fail. Load-balancing is when multiple computers are linked together to share computational workload or function as a single virtual computer. Logically, from the user side, they are multiple machines, but function as a single virtual machine. Compute clusters: Often clusters are used primarily for computational purposes, rather than handling IO-oriented operations such as web service or databases. For instance, a cluster might support computational simulations of weather or vehicle crashes.

Cluster computing categorized by connection Closed system cluster computing Internal Connected high security only 1 IP address, each node cannot manage external data Open system cluster computing Direct connect to external network each node has its own IP address suitable for being web servers or ftp servers ระบบคลัสเตอร์ แบบปิด เป็นคลัสเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อกันในระบบเครือข่ายภายใน โดยการเชื่อมต่อกับภายนอกจะต้องมีการเชื่อต่อผ่านเกตเวย์ ซึ่งระบบการเชื่อมต่อแบบปิดจะมีความปลอดภัยสูงและใช้แค่ IP เดียวเท่านั้น แต่ระบบนี้ Node แต่ละตัวจะไม่สามารถจัดการกับข้อมูลภายนอกได้ ระบบคลัสเตอร์แบบเปิด เป็นคลัสเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายภายนอกโดยตรง โดย Node ทุกๆจะมี IP เป็นของตัวเองจึงทำให้เปลืองหมายเลข IP และการเชื่อมต่อแบบนี้ยังต้องดูแลทุกเครื่องในระบบ ซึ่งเหมอะสำหรับการทำ web server หรือ ftp server

Grid Computing a special type of parallel computing that relies on complete connected to a network by a conventional network interface, such as Ethernet. combination of computer resources from multiple administrative domains to reach a common goal Grid size can vary by a considerable amount กริด คอมพิวเตอร์ เป็นเทคโนโลยีที่สามารถเชื่อมต่อทรัพยากรคอมพิวเตอร์หลายๆ หน่วยเข้าด้วยกัน โดยทรัพยากรคอมพิวเตอร์เหล่านี้อาจจะเป็นหน่วยประมวลผล เนื้อที่สำหรับจัดเก็บข้อมูลระบบประมวลผลคลัสเตอร์ หรือฐานข้อมูล เป็นต้น และทรัพยากรเหล่านี้อาจจะตั้งอยู่ในสถานที่ที่ใกล้กันหรืออาจจะอยู่คนละทวีป ก็ได้ และด้วยการเชื่อมต่อทรัพยากรทั้งหลายเข้าเป็นหน่วยเดียวกันนี้ จึงนำไสู่การแชร์ทรัพยากรขนาดใหญ่ และการร่วมมือกันระหว่างผู้ใช้และโปรแกรมที่อยู่คนละสถานที่คนละองค์กร หรือคนละทวีปนั่นเอง ทำให้บางองค์กรเรียกเทคโนโลยีนี้ว่า การประมวลผลตามต้องการ (On-demand computing) อีกด้วย

Grid Computing Source : http://webboard.crsc.kmitl.ac.th/forum/index.php?topic=27236.0

การพัฒนาและประยุกต์ใช้เทคโนโลยีกริดคอมพิวเตอร์ ในประเทศไทย กริด คอมพิวเตอร์ถูกออกแบบมาเพื่อการแบ่งกันใช้ทรัพยากรทำให้ทรัพยากรทางไอทีถูก ใช้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงเกิดการแสวงหาความร่วมมือระหว่างกลุ่มวิจัยต่างๆ ทั่วโลก โดยหนึ่งในนั้นก็จะมีกลุ่มในประเทศไทย ชื่อว่า กลุ่มไทยกริดได้ก่อตั้งขึ้นตั้งแต่  พ.ศ. 2544  โดยขณะนี้มีสถาบันหลัก  16  สถาบัน  คือ  มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้า พระนครเหนือ, สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง, สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี, มหาวิทยาลัยขอนแก่น, สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเซีย, มหาวิทยาลัยศิลปากร, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย,มหาวิทยาลัยมหิดล,กรมอุตุนิยมวิทยา,มหาวิทยาลัยเชียงใหม่,มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์, มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติและศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ  ปัจจุบันได้พัฒนาเป็น “ศูนย์กลางการพัฒนาเทคโนโลยี กริดแห่งชาติ (Thai National Grid Center)” โดยมีมติ ครม.ให้จัดขึ้นเมื่อวันที่ 28 ธันวาคม 2547 สังกัดกรมส่งเสริมอุตสาหกรรมซอฟต์แวร์กระทรวงเทคโนโลยีและการสื่อสาร

สถาบันที่ร่วมมือในการพัฒนา ไทยกริด

Grid Control Center (GCC)

Cloud Computing Cloud computing means using multiple server computers via a digital network, as though they were one computer. Often, the services available are considered part of cloud computing.

Cloud computing shares characteristics with: Autonomic computing — computer systems capable of self-management Client–server model – client–server computing refers broadly to any distributed application that distinguishes between service providers (servers) and service requesters (clients) Grid computing — a form of distributed computing and parallel computing, whereby a 'super and virtual computer' is composed of a cluster of networked, loosely coupled computers acting in concert to perform very large tasks Mainframe computer — powerful computers used mainly by large organizations for critical applications, typically bulk data processing such as census, industry and consumer statistics, enterprise resource planning, and financial transaction processing Utility computing — the "packaging of computing resources, such as computation and storage, as a metered service similar to a traditional public utility, such as electricity Peer-to-peer – distributed architecture without the need for central coordination, with participants being at the same time both suppliers and consumers of resources (in contrast to the traditional client–server model) Service-oriented computing – Cloud computing provides services related to computing while, in a reciprocal manner, service-oriented computing consists of the computing techniques that operate on software-as-a-service.

Autonomic Computing self-managing computing model named after, and patterned on, the human body's autonomic nervous system control the functioning of computer applications and systems without input from the user The goal of autonomic computing is to create systems that run themselves, capable of high-level functioning while keeping the system's complexity invisible to the user

Private, Public, Hybrid Cloud แนวคิด Private Cloud Computing นี้เกิดจากการนำโครงสร้างรูปแบบธุรกิจของแต่ละองค์กร, รูปแบบบริการด้าน Cloud Computing มาเข้ากระบวนการด้านเวอร์ชวลไลเซชั่น (Virtualization) หมายความว่า แทนที่องค์กรที่ให้บริการต่างๆ จะนำเงินทุนไปลงทุนกับนวัตกรรมใหม่ๆ ในการพัฒนาซอฟต์แวร์โปรแกรม หรือแอพพลิเคชั่นที่ทำงานผ่านเครือข่าย ก็หันมาใช้งานผ่านระบบประมวลผลกลาง หรือ Data Center โดยจำลองสภาพแวดล้อม (Environment) ของการพัฒนาให้เรียกใช้งานทรัพยากรเสมือนแทน โดยมีการประมวลผลข้อมูลผ่านศูนย์กลางการประมวลผล Data Center ที่ออกแบบการประมวลผลในรูป Cluster หรือ Grid Technology ขนาดเล็ก และถ้าหากองค์กรที่ต้องการเปลี่ยนรูปแบบเทคโนโลยีขององค์กรเป็นแบบ Private Cloud

From Grid to Cloud Computing grid computing เป็นเรื่องของการแชร์ทรัพยากรที่กระจัดกระจายไปตามที่ต่างๆ ซึ่งอาจจะติดตั้งในพื้นที่ไกลกันคนละทวีป ทั้งนี้ grid computing สามารถเชื่อมโยงทรัพยากรเหล่านี้ให้เสมือนว่าอยู่บนเครือข่ายเดียวกันและทำ ให้เสมือนว่าเป็นทรัพยากรขององค์กรเดียวกันได้ (ซึ่งเรียกว่า virtual organization) แต่ในความเป็นจริง ทรัพยากรเหล่านั้นอาจจะครอบครองโดยเจ้าของคนละคนก็ได้ utility computing ไม่ได้จำกัดว่าใช้สถาปัตยกรรมและใช้เทคโนโลยีอะไรมาสร้างให้เกิดบริการที่ เป็นสาธารณูปโภค ผู้ให้บริการรายหนึ่งอาจจะมีศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่เพียงหนึ่งแห่งที่ให้บริการ สาธารณูปโภคแก่ลูกค้าที่อยู่ทั่วโลกก็ได้ หรือผู้ให้บริการกลุ่มหนึ่งอาจจะร่วมมือกันแชร์ทรัพยากรโดยใช้เทคโนโลยี grid computing เพื่อสร้างบริการสาธารณูปโภคขนาดใหญ่ก็ได้ หรือผู้ให้บริการบางรายที่มีศูนย์ข้อมูลติดตั้งทั่วโลก สามารถ

Volunteer computing Costs for volunteer computing participants a type of distributed computing in which computer owners donate their computing resources (such as processing power and storage) to one or more "projects“ Costs for volunteer computing participants Increased power consumption - A CPU that is idle generally has lower power consumption than when it is active Decreased performance of the PC - If the volunteer computing application attempts to run while the computer is in use, it will impact performance of the PC Volunteer Computing หมายถึงการอุทิศที่เกิดจากคนที่ต้องการเข้ามามีส่วนร่วมในโครงการ ต่างจาก Grid Computing โดย Grid Computing สามารถจัดการทรัพยากรที่แชร์ระหว่างองค์กร (หรืออาจจะบุคคลก็ได้) ซึ่งทรัพยากรเหล่านี้จะถูกควบคุมให้ผู้ที่มีสิทธิ์เท่านั้นที่สามารถเข้ามา ใช้งานได้

Cloud Computing vs. Grid Computing Grid Computing is computing technology that includes a combination of computer resources that offers seamless access to computing power and data storage capacity distributed over the globe Cloud Computing: Developed from grid computing technology, cloud computing technology offers highly flexible on-demand provisioning of its resources

How 'Cloud' differs from the 'Grid'? Grid computing is focused towards solving a computational problem whereas Cloud computing is focused towards providing 'On Demand' services. Types of services provided by Cloud Infrastructure a) SaaS  (Software as a Service) b) PaaS ( Platform as a Service) c) IaaS  (Infrastructure as a Service) Grid Computing is possible only with applications that can be parallelized whereas Cloud computing does not have any such restriction. In Grid, resource allocation is primarily controlled by the contract between the user (known as Virtual Organization) and allocator (known as Admin Domain). Therefore a user, irrespective of his requirement will always get the resources ONLY as agreed upon in the contract. On the other hand in Cloud there is no such restriction. Cloud supports 'On-Demand' provisioning as it follows the principle of 'Pay as you go'. Based on the user's requirements Cloud will allocate the required resources thus enabling easy scalability in order to achieve the desired SLA.

Grid computing and cloud computing

Cloud Computing vs. Virtualization

Microsoft OS Windows Azure Data Center