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23.06.2006 GAT 1
GAT
Alexander Beck-Ratzka
OFFIS, 23.06.06
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23.06.2006 GAT 2
GAT: Agenda
• Einführung– Wieso eine neue Grid-API?– Was bietet GAT, was nicht?– Einfache Beispiele– Architektur
• Die einzelnen API-Gruppen– File (-Stream)-Management, Logical File-Management, – AdvertService-Management, – Job-Management
• Adapter• Zusammenfassung
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23.06.2006 GAT 3
Wieso eine neue Grid-API?
GAT als einheitliche API für Zugriff auf heterogene Gridtechnologien /Gridmiddleware.
GAT ist nur ein Framework; die eigentlichen Operationen müssendurch Adapter erledigt werden. GAT bietet die Möglichkeit desAdapter-Einsatzes.
Neue Grid-Technologien müssen nur via Adapter mit ans GATgekoppelt werden -> Keine Änderungen mehr im Programm-Codenötig, auch nicht bei neuer Grid-Technologie.
GAT ermöglicht einen einfachen Zugriff auf Grid-Technologien.
GAT verwendet die Grid-Middleware, welche gerade zur Verfügung steht, und das bei nur einem GAT_JobSubmit oder GATFileCopy...
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23.06.2006 GAT 4
File copy: CoG/RFTpackage org.globus.ogsa.gui;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.net.URL;
import java.util.Date;
import java.util.Vector;
import javax.xml.rpc.Stub;
import org.apache.axis.message.MessageElement;
import org.apache.axis.utils.XMLUtils;
import org.globus.*
import org.gridforum.ogsi.*
import org.gridforum.ogsi.holders.TerminationTimeTypeHolder;
import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Element;
public class RFTClient {
public static void copy (String source_url, String target_url) {
try {
File requestFile = new File (source_url);
BufferedReader reader = null;
try {
reader = new BufferedReader (new FileReader (requestFile));
} catch (java.io.FileNotFoundException fnfe) { }
Vector requestData = new Vector ();
requestData.add (target_url);
TransferType[] transfers1 = new TransferType[transferCount];
RFTOptionsType multirftOptions = new RFTOptionsType ();
multirftOptions.setBinary (Boolean.valueOf (
(String)requestData.elementAt (0)).booleanValue ());
multirftOptions.setBlockSize (Integer.valueOf (
(String)requestData.elementAt (1)).intValue ());
multirftOptions.setTcpBufferSize (Integer.valueOf (
(String)requestData.elementAt (2)).intValue ());
multirftOptions.setNotpt (Boolean.valueOf (
(String)requestData.elementAt (3)).booleanValue ());
multirftOptions.setParallelStreams (Integer.valueOf (
(String)requestData.elementAt (4)).intValue ());
multirftOptions.setDcau(Boolean.valueOf(
(String)requestData.elementAt (5)).booleanValue ());
int i = 7;
for (int j = 0; j < transfers1.length; j++)
{
transfers1[j] = new TransferType ();
transfers1[j].setTransferId (j);
transfers1[j].setSourceUrl ((String)requestData.elementAt (i++));
transfers1[j].setDestinationUrl ((String)requestData.elementAt (i++));
transfers1[j].setRftOptions (multirftOptions);
}
TransferRequestType transferRequest = new TransferRequestType ();
transferRequest.setTransferArray (transfers1);
int concurrency = Integer.valueOf
((String)requestData.elementAt(6)).intValue();
if (concurrency > transfers1.length)
{
System.out.println ("Concurrency should be less than the number"
"of transfers in the request");
System.exit (0);
}
transferRequest.setConcurrency (concurrency);
TransferRequestElement requestElement = new TransferRequestElement ();
requestElement.setTransferRequest (transferRequest);
ExtensibilityType extension = new ExtensibilityType ();
extension = AnyHelper.getExtensibility (requestElement);
OGSIServiceGridLocator factoryService = new OGSIServiceGridLocator ();
Factory factory = factoryService.getFactoryPort (new URL (source_url));
GridServiceFactory gridFactory = new GridServiceFactory (factory);
LocatorType locator = gridFactory.createService (extension);
System.out.println ("Created an instance of Multi-RFT");
MultiFileRFTDefinitionServiceGridLocator loc
= new MultiFileRFTDefinitionServiceGridLocator();
RFTPortType rftPort = loc.getMultiFileRFTDefinitionPort (locator);
((Stub)rftPort)._setProperty (Constants.AUTHORIZATION,
NoAuthorization.getInstance());
((Stub)rftPort)._setProperty (GSIConstants.GSI_MODE,
GSIConstants.GSI_MODE_FULL_DELEG);
((Stub)rftPort)._setProperty (Constants.GSI_SEC_CONV,
Constants.SIGNATURE);
((Stub)rftPort)._setProperty (Constants.GRIM_POLICY_HANDLER,
new IgnoreProxyPolicyHandler ());
int requestid = rftPort.start ();
System.out.println ("Request id: " + requestid);
}
catch (Exception e)
{
System.err.println (MessageUtils.toString (e));
}
}
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23.06.2006 GAT 5
File copy: Java-GAT
import org.gridlab.gat.*;import org.gridlab.gat.io.File;
public class RemoteCopy {
public static void main(String[] args) throws Exception{
GATContext context = new GATContext();URI src = new URI(args[0]);URI dest = new URI(args[1]);File file = GAT.createFile(context, src); // create file objectfile.copy(dest); // and copy itGAT.end();
}}
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23.06.2006 GAT 6
Was bietet GAT? (1)
GAT will nicht die Grid-Infrastruktur ersetzen.
GAT erlaubt einen einfachen Zugang zu vielen unterschiedlichen Grid-Infrastrukturen.
• GRAM• Condor• Unicore• GridFTP• ...
GAT ist ein OpenSource-Projekt.
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23.06.2006 GAT 7
Was bietet GAT? (2)
• Applikationen rufen die GAT-API für Grid-Operationen auf. Applikationen werden gegen das GAT gelinkt.
• Applikationen unabhängig von der vorhandenen Infrastruktur.
GAT Engine lädt verfügbare Adapter zur Laufzeit Während eines Calls zur GAT-API entscheidet die Engine, welcher Adapter die Grid-Operation ausführt. Bei einem Fehler in der „Grid-Operation“, Aufruf eines anderen Adapter.
• Default-Adapter stellen lokale Operationen zur Verfügung Grid-Applikationen können ohne Grid-Services übersetzt, gelinkt und getestet werden. Die gleiche Applikation kann in einer „vollen Grid-Umgebung“ laufen: ohne erneutes build.
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23.06.2006 GAT 8
Was bietet GAT? (3)
Die GAT-API ändert sich nicht. Veränderung in Globus Job submit beispielsweise werden im GAT-Globus-Adapter nachvollzogen.
GAT bietet Ausfallsicherheit: ist ein Grid-Service gerade nicht verfügbar, so wird ein anderer verfügbarer Grid-Service verwendet.
GAT ist wesentlich leichter zu installieren als z.B. Globus.
GAT bietet Grid mit minimalen Aufwand für Endanwender.
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23.06.2006 GAT 9
Was bietet GAT nicht?
GAT ersetzt keine Funktionen der Grid-Middleware.
Ohne entsprechende Adapter wird eine Grid-Middleware nicht unterstützt.
GAT bietet keinen ResourceBroker.
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23.06.2006 GAT 10
GAT API Übersicht
Dateioperationen
(Monitoring und Events)
Resourcen, Jobs
(Utility-Klassen: Fehlerbehandlung, Security, Preferences)
(Informationsaustausch)
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23.06.2006 GAT 11
API Sub-SystemeFile Subsystem
GATFile GATFilestream GATLogicalFileGATEndpoint GATPipeListener GATPipe
Monitoring und Event Subsystem
GATRequestListener GATRequestNotifier GATActionGATMetricListener GATMetric GATMetricEvent
Informations-Austausch Subsystem
GATAdvertisable GATAdvertService
Resource Management Subsystem
GATSoftwareDescription GATResourceDescription GATResoureGATJobDescription GATResourceBroker GATReservationGATJob
Utility Subsystem
GATSelf GATContext GATSecurityContextGATStatus GATPreferences URL,Time, ...
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23.06.2006 GAT 12
Beispiele (Java-GAT)
Fileoperationen
Job-Submit
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23.06.2006 GAT 13
File Write (Java-GAT)import java.io.PrintWriter;
import org.gridlab.gat.GAT.*;import org.gridlab.gat.io.FileOutputStream;
public class FileStreamSimple { public static void main(String[] args) {
GATContext context = new GATContext(); URI src = null; FileOutputStream stream = null; PrintWriter p;
src = new URI(args[0]); stream = GAT.createFileOutputStream(context, null, src); p = new PrintWriter(stream);
String toBeStreamed = "hello world\n"; p.println(toBeStreamed); p.close(); GAT.end(); }}
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23.06.2006 GAT 14
Job Submit (Java-GAT)public class SubmitJobToHost { public static void main(String[] args) { GATContext context = new GATContext(); Preferences prefs = new Preferences(); prefs.put("ResourceBroker.adaptor.name", "globus"); prefs.put("ResourceBroker.jobmanager", "sge");
URI exe = null; File outFile = null; File errFile = null; File pre1 = null; File pre1Dest = null;
try { exe = new URI("file:////bin/hostname");
outFile = GAT.createFile(context, prefs, new URI( "any://fs0.das2.cs.vu.nl/out"));
errFile = GAT.createFile(context, prefs, new URI( "any://fs0.das2.cs.vu.nl/err"));
pre1 = GAT.createFile(context, prefs, new URI( "any://fs0.das2.cs.vu.nl//bin/echo"));
pre1Dest = GAT.createFile(context, prefs, new URI( "any://fs0.das2.cs.vu.nl//home/rob/my_temp_file")); } catch (Exception e) { System.err.println("error: " + e); System.exit(1); }
SoftwareDescription sd = new SoftwareDescription(); sd.setLocation(exe); sd.setStdout(outFile); sd.setStderr(errFile); sd.addPreStagedFile(pre1, pre1Dest); Hashtable hardwareAttributes = new Hashtable(); hardwareAttributes.put("machine.node", "fs0.das2.cs.vu.nl");
ResourceDescription rd = new HardwareResourceDescription( hardwareAttributes);
JobDescription jd = null; ResourceBroker broker = null;
try { jd = new JobDescription(sd, rd); broker = GAT.createResourceBroker(context, prefs); } catch (Exception e) { System.err.println("Could not create Job description: " + e); System.exit(1); }
Job job = null;
try { job = broker.submitJob(jd); } catch (Exception e) { System.err.println("submission failed: " + e); e.printStackTrace(); System.exit(1); }
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23.06.2006 GAT 15
GAT Architektur
API flache Schicht; nur ein Frame.
Adapter implementieren “Grid-Funktionalität” entsprechend der Anforderung durch API
Engine vermittelt Zwischen API u. Adapter:die Adapter werden zur Laufzeit angesprungen
error tracing und “Fallback” (default lokale Adapter)
CPI für Implementation einzelner Adaptoren.
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23.06.2006 GAT 16
GAT Architektur
GAT Adapter
SGE
PBSGTK4
Globus 2/3.xUnicore
DRMAA
Applikation
Applikations-Layer
GAT API GAT Engine
GAT-Layer
User S
pace
„Grid
“ Sp
ace
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23.06.2006 GAT 17
Implementation (Engine)
C-Version voll implementiert
C++-Wrapper voll implementiert
Python-Wrapper voll implementiert
JAVA-Version voll implementiert
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23.06.2006 GAT 18
Implementation (Adapter) C-GAT
Globus:• gram, gridftp, RLS, gsiscp, gsissh
Unicore:• Job Submit, Job Monitoring
DRMAA (Distributed Resource Management Application API)
SGE (Sun Grid Engine)
PBS (Portable Batch System)
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23.06.2006 GAT 19
Implementation (Adapter) Java-GAT
Globus:• Über Java Cog Paket alles für Globus 3.y; GTK 4 bisher nur ohne WebServices.
Unicore:• In Arbeit
SGE
PBS
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23.06.2006 GAT 20
Implementation (Adapter) Java-GAT und C-GAT
Lokale Adpapter:• ssh, scp, ftp, sftp,
• File-Adapter: (cp, mv, read, write, etc...)
• Job-Adapter: fork, exec, auch über ssh...
![Page 21: 23.06.2006GAT1 Alexander Beck-Ratzka OFFIS, 23.06.06](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062622/55204d6949795902118bf666/html5/thumbnails/21.jpg)
23.06.2006 GAT 21
File.copy: prinzipieller Ablauf
File.copy(dest)
FileCPI.copy(dest)
Adapter1 copy
Adapter2 copy
Adapter3 copy
![Page 22: 23.06.2006GAT1 Alexander Beck-Ratzka OFFIS, 23.06.06](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062622/55204d6949795902118bf666/html5/thumbnails/22.jpg)
23.06.2006 GAT 22
File Sub-SystemGATFile-Klasse
GATFile
CreateDestroy
CopyMoveDelete
IsReadableIsWritableGetLength
LastWriteTimeGetLocation
GATObject
![Page 23: 23.06.2006GAT1 Alexander Beck-Ratzka OFFIS, 23.06.06](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062622/55204d6949795902118bf666/html5/thumbnails/23.jpg)
23.06.2006 GAT 23
File Sub-SystemGATFileStream-Klasse
GATFileStream
CreateDestroyReadWriteSeek
GATObject
GAT_MetricGAT_Monitorable
![Page 24: 23.06.2006GAT1 Alexander Beck-Ratzka OFFIS, 23.06.06](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062622/55204d6949795902118bf666/html5/thumbnails/24.jpg)
23.06.2006 GAT 24
File Sub-SystemGATLogicalFile-Klasse
GATLogicalFile
CreateDestroyGetFiles
GetLocationsRemove
RemoveFileAddFile
AddLocationReplicate
GATObject
GAT_MetricGAT_Monitorable
GAT_AdvertService
![Page 25: 23.06.2006GAT1 Alexander Beck-Ratzka OFFIS, 23.06.06](https://reader035.vdocuments.us/reader035/viewer/2022062622/55204d6949795902118bf666/html5/thumbnails/25.jpg)
23.06.2006 GAT 25
Advert Paket
Ziel: Verfügbarmachung wichtiger Infos an zentraler Stelle , z.B. Job fertig.
Realisiert über SQL-Adaptor in C-GAT.
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23.06.2006 GAT 26
Advert-Paket
GATAdvertService
AddDelete
AddMetadataGetMetadata
GetAdertisableFind
SetPWDGetPWD
GATObject
GAT_Advertisable
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23.06.2006 GAT 27
Job-ManagementKlassen
GATResourceBroker
ReserveResourceFindResources
SubmitJob
GATJob
UnscheduleCheckPointCloneJobMigrate
StopGetJobDescription
GetStateGetJobID
GetNativeID
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23.06.2006 GAT 28
Job-ManagementVerfügbare Job-Stati
GATJobState Wert Bedeutung
GATJobState Unknown Status nicht ermittelbar
GATJobState Initial Im Initialisierungsstatus
GATJobState Scheduled z.B. Queued
GATJobState Running Job im executing
GATJobState Stopped Job fertig oder gestoppt
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23.06.2006 GAT 29
Job-ManagementStrukturen
GATHardwareResourceDescription
Machine typeMemory
CPU-TimeNodes needed
GATSoftwareResourceDescription
ExecutableArguments
StdinStdoutStderr
Pre-Stage-FilesPost-Stage-Files
GATJobDescription
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23.06.2006 GAT 30
Job-ManagementBeispiel (PBS-Adapter)
GATHardwareResourceDescription
machine.queue = destination (-q)jobname = jobname (-N)yeo = join (-j)memory.size = mem (-l)file.size = file (-l)cpu.walltime = walltime (-l)cpu.nodes = nodes (-l)
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23.06.2006 GAT 31
Job-ManagementBeispiel (PBS-Adapter)
GATSoftwareResourceDescription
Stdin = stdin (exec < input)Stdout = stdout (-o)Stderr = stderr (-e)Executable = executableArguments = arglist[]
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23.06.2006 GAT 32
Job-ManagementBeispiel (PBS-Adapter)
Umsetzung in QSUB-Skript
machine.queue = [email protected] = TestJobyeo = eomemory.size = 1Gfile.size = 2Gcpu.walltime = 12:00:00cpu.nodes = 8
stdin = inputstdout = out.testjobstderr = err.testjobexecutable = /bin/progarglist[0] = arg1arglist[1] = arg2arglist[2] = lastarg
#PBS -q [email protected]#PBS -l walltime=12:00:00, \ -mem=1G,file=2G,[email protected]#PBS -N testjob#PBS -o out.testjob#PBS -e err.testjob#PBS -j eo
/bin/prog arg1 arg2 lastarg < input..
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23.06.2006 GAT 33
Job-ManagementMängel
Problem: Festlegung in HardwaresResourceDescription recht willkürlich.
Lösung:Anbindung an JSDL-Standard.
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23.06.2006 GAT 34
Job-ManagementMängel
Problem: Zu wenig JOB-Stati.
Lösung:Anbindung an DRMAA.
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23.06.2006 GAT 35
GAT Zukunft
C-GAT ist im Maintenance Modus
Java-GAT wird noch weiterentwickelt
SAGA (Simple API for Grid Applications) soll neuer GGF-Standard werden. Erste Engine mit GAT-Wrapper und GTK4-Adaptoren im Herbst
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23.06.2006 GAT 36
AnwendungsbeispielProC MPA Garching
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23.06.2006 GAT 37
SAGA
In Standard soll eingehen: GAT, Java-CoG, DRMAA, RealityGrid, JSDL, GridRPC, OSGA-BES, GridCPR, gLite, HDF5
An Entwicklung beteiligt: GAT, RealityGrid UK Science, OMII Grid UK Science, CCT Louisana, VU Netherlands, NAREGI Japan, Globus/CoG, GGF DRMAA, GGF GridRPC
Wichtig: Bedarf an Adaptern anmelden!
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23.06.2006 GAT 38
GAT-Anwender
C-GAT
MPA in GarchingProC-Workflows aufs Grid
LSU in Baton RougeChemie-Projekt
AMOLF NLFourier Transform Mass Spectrometry (FTMS) Analyse. FTMS-Daten werden mit JavaGAT ins Grid übertragen (ssh, sftp, gridftp).
Multimedian Project NLStart paralleler Jobs
ZIB BerlinINRIA Frankreich
Java-GAT
SuperScalar (Univ. of Barcelona, ESP) SURA-Grid (63 partners, US) SCOOP project (LSU + 9 partners, US) UCOMS project (LSU + 4 partners, US) Cactus (LSU, US) Clusterix Project (PSNC, Univ. of Krakow, PL) Amolf (Vl-e, NL) Frank Seinstra (UvA, NL) Triana group (Cardiff, UK)
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23.06.2006 GAT 39
Links für GAT
GAT allgemein: http://www.gridlab.org/WorkPackages/wp-1/
GAT CVS: cvs.gridlab.orgcvsroot: pserver:[email protected]:/cvs/gridlabPasswort: anonGAT-Quellen: wp-1/CodesGAT-Dokumente: wp-1/DocumentsNur GATEngine: wp-1/Codes/GATEngine
GAT Mailing-Liste: [email protected] (www.listserv.dfn.de)
Download tarball: http://www.gridlab.org/WorkPackages/wp-1/gatreleases.htmlhttp://www.gridlab.org/WorkPackages/wp-1/adaptorreleases.html