Universidad Nacional Autónoma de México
Dirección General de Servicios de Cómputo Académico
Año 7 Núm. 74, Publicación Mensual, 27 de Noviembre de 2008

ARTÍCULOS

 

Año 3, Número 29, Mayo de 2004

Redes integradoras, herramientas de alto rendimiento

Carlos Suárez Gutiérrez

 

Conforme las organizaciones se hacen más grandes, enfrentan el problema de compartir recursos en un ambiente dinámico de individuos que se desplazan e instituciones que crecen mientras tratan de mantener una estructura de red flexible, segura y coordinada. La resolución a este tipo de problemas es el objetivo principal de las redes integradoras.

A mediados de la década de los noventa se acuñó el término grid networking (traducido para esta colaboración como red integradora) para designar un nuevo campo de las ciencias computacionales orientado a solucionar problemas relacionados con el uso de recursos compartidos a gran escala y la creación de nuevas aplicaciones para este fin, generalmente de alto rendimiento; es decir, la conjunción a gran escala, mediante redes de alta velocidad, de sistemas de cómputo para ofrecer acceso a capacidades de procesamiento de datos y otras funciones que no están disponibles en máquinas individuales o en grupos de trabajo.

Creando redes integradoras

Las redes integradoras son una evolución natural de Internet tal y como lo conocemos hoy.

Hace algunos años, se puso de moda hablar de Internet como una gran red que podía utilizar el poder de cómputo de las computadoras conectadas para resolver problemas que requieren muchas horas de tiempo de procesador, quizá el ejemplo más conocido sea SETI@home, un proyecto que ofrece al usuario un atractivo protector de pantalla que trabaja en los tiempos muertos de la computadora, analizando un paquete de información que se distribuye vía Internet y que escudriña un sector del firmamento buscando señales de radio inteligente; al finalizar el análisis, se envían los resultados al servidor central y se baja otro paquete reiniciando el proceso. De esta forma, se ha logrado involucrar a cientos de usuarios que gustosos prestan el procesador de sus computadoras para realizar una tarea que, de otra forma, llevaría años realizar con un sólo equipo de cómputo, por más potente que éste fuera.

En el caso de las redes integradoras, se pretende “virtualizar” la computación y la información para que cualquier persona o dispositivo obtengan servicios de manera segura y confiable.

El detonante de las redes integradoras fue la aparición de la redes de alta velocidad que, en un primer momento, fueron aprovechadas por universidades para la creación de aplicaciones científicas que, por su naturaleza, se vieron enormemente beneficiadas al poder conectar instrumentos de laboratorios a computadoras remotas para hacer análisis en tiempo real a la vez que se recopilan y analizan bases de datos para hallar correlaciones.

Los desarrollos en redes integradoras no son nuevos, durante décadas las compañías aéreas y los bancos han creado soluciones que se parecen mucho a los desarrollos actuales en el campo de las redes integradoras.

El nacimiento de las organizaciones virtuales

La comunidad científica requiere tecnologías informáticas para que grupos de colaboradores de distintas instituciones compartan recursos de forma controlada y administrada, estos nuevos grupos son llamados Organizaciones Virtuales (OV).

Es fácil prever los retos que implica la formación de estas OV, puesto que rompen los límites de sus organizaciones y crean tanto políticas como dificultades de organización. Los integrantes de las OV necesitan compartir información, computadoras, dispositivos de almacenamiento y software de manera controlada.

La creación de estas OV implica el desarrollo de un software de integración que permita compartir sin reemplazar los sistemas de los sitios participantes, creando sólo una estructura de comunicación. Este software debe unificar las funciones importantes: autenticación de identidad, autorizar actividades, definir y permitir el acceso a los recursos compartidos y controlar el flujo de datos, entre otras cosas.

La primera vez que estos conceptos se llevaron a la práctica fue en 1995, cuando se enlazaron de manera temporal 17 redes de cómputo de alta velocidad pertenecientes a laboratorios de investigación que trabajaron en el proyecto de mejorar incineradores industriales. El proyecto recibió el nombre de I-Way y permitía a los usuarios iniciar sesión en la red, localizar la computadora más adecuada para su trabajo, reservar tiempo de proceso, cargar el código de ejecución y monitorear el proceso.

Este primer proyecto inspiró muchos otros trabajos que recibieron financiamiento de la NASA, de la Fundación Nacional para la Ciencia (EUA) y del gobierno de Singapur, entre otros.

Con el crecimiento de las aplicaciones y de las redes integradoras instaladas, fue necesario convocar en 1998 al primer Foro Mundial de Red con la intención de compartir experiencias, definir técnicas, estandarizar procesos y dar forma a la comunidad de usuarios de esta tecnología.

Aplicaciones de las redes integradas

Hasta este punto, hemos hablado de las redes integradoras como entes abstractos formados por una infraestructura que se asemeja a la red eléctrica de una ciudad: si funciona bien nadie repara en su existencia. Veamos ahora algunos ejemplos de proyectos que son posibles gracias a la existencia de la redes integradoras.

Uno de los campos donde mejor han sido recibidas las redes integradoras es el de la sismología; laboratorios de todo el mundo tienen bases de datos con miles de Gigabyites de información relacionada con eventos sísmicos que pueden ser correlacionados para intentar descubrir patrones relevantes. En EUA se está creando una red para la experimentación sísmica que vinculará instalaciones de prueba con archivos de datos, recursos computacionales y la comunidad de usuarios; los experimentos que se hagan en un laboratorio de la red podrán ser seguidos, grabados, analizados y desmenuzados por los ingenieros de todos los laboratorios participantes en la red.

Otro de los muchos campos del conocimiento beneficiado es la astronomía, uno de los proyectos involucra a la Universidad de Chicago, la de Winsconsin y Fermilab que están recolectando un archivo llamado Sondeo Digital del Cielo. Este es un esfuerzo por cartografiar los cuadrantes del cielo y determinar la posición y brillantez de cien millones de cuerpos celestes. Cuando la red integradora esté terminada, los análisis que ahora se realizan en semanas estarán listos en pocos minutos. Con imaginación, podemos pensar que en pocos años podremos tender una red integradora que haga realidad el viejo sueño de tener un observatorio virtual global en el que participen los laboratorios más importantes en su rama de los cinco continentes.

El siguiente paso

El mundo académico no es el único interesado en las redes integradoras, desde hace años empresas como IBM, HP, Oracle, NEC, Sun y Fujitsu, entre otras, han buscado aplicaciones comerciales a esta tecnología. Cada vez escuchamos hablar con más frecuencia de computación autonómica (véase “La siguiente frontera: cómputo autónomo” por Carlos Suárez, en Enter@te marzo de 2003), redes empresariales, cómputo planetario, y demás, todos son distintos aspectos y nombres de mercado para las redes integradoras. Este interés comercial surge con el intento de lograr transformar al cómputo en una industria rentable en la que el usuario no tenga que pasar horas configurando sus equipos, instalando controladores, dando mantenimiento y otras actividades igual de agradables y, una vez hecho esto, descubra que su flamante equipo no funciona bien junto con el del vecino de escritorio. Las redes integradoras prometen superar esto pues desvinculan la producción y el consumo, las funciones especializadas y los servicios se vuelven mercancías.

Pero nos falta mucho para llegar a eso, antes tenemos que fijarnos en lo que hicieron bien otras industrias, como la del automóvil que hoy maneja una red global de suministros, producción y servicios, lo que hace que todo el mundo utilice sus productos para desplazarse.

Si aplicamos este modelo a la industria computacional, tendríamos fabricantes que obtendrían economías a escalas y aumentarían la confiabilidad de sus productos; distribuidores concentrados en satisfacer la demanda y buscando productos de valor agregado y, por último, consumidores con servicios remotos que los llevarían a buscar productos de alta conectividad.

Para lograr tender esta gran red integradora fuera del ambiente académico, tenemos a Internet y al Web, dos excelentes herramientas de base, pero necesitamos muchos más desarrollos que permitan la descripción de los servicios, verificar la identidad de las partes, validar reglas de acceso y la conducción de las actividades.

Conclusiones

El éxito de la adopción de las redes integradoras dependerá de su uso generalizado. Se pueden implementar varias estrategias para acelerar la adopción de estos estándares, una de ellas es ofrecer acceso gratuito a las tecnologías básicas. Desde hace algún tiempo, se puso a disposición de la comunidad informática mundial el Globus Toolkit, que permite el acceso a las especificaciones básicas para la creación de redes integradoras. Los procesos posteriores dependerán de los usuarios con necesidades específicas que pueden encontrar la solución a sus problemas utilizando esta tecnología.

Ahora falta probar que las redes integradoras pueden funcionar en ambientes externos a los medios académicos, que pueden hacer frente a la integración de ambientes heterogéneos, y ser flexibles para brindar servicios aun en caso de fallas, así como otros retos más que se antojan muy interesantes para los desarrollos futuros.

Las redes integradoras están llamadas a convivir en un ambiente donde cada vez habrá más demanda de sistemas de información globales, tendrán que buscar la forma de relacionarse con los sistemas que se están creando de redes autonómicas y de igual a igual.

Todas estas disciplinas tienden a converger en lo que se volverá un solo ambiente de computación.

Para mayor información:

http://www.globus.org/

http://www.neesgrid.org/

http://www.teragrid.org/

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