La Organic Grid

Le desktop grids (collezioni di PC connessi in rete) sono già state utilizzate per eseguire alcune delle più grosse elaborazioni scientifiche al mondo ed hanno il potenziale per crescere ulteriormente di diversi ordini di grandezza. Tuttavia, gli attuali sistemi per utilizzare le risorse di reti distribuite di desktop richiedono sia server centralizzati sia conoscenza approfondita del sistema sottostante, limitandone la scalabilità.

Noi proponiamo un approccio per l'organizzazione del calcolo di ispirazione biologica e completamente decentrato che si basa sulla schedulazione autonoma di agenti mobili ('strongly mobile agents') su una rete peer-to-peer. Il nostro approccio mira al conseguimento dei seguenti obiettivi di progetto: conoscenza minima della topologia della rete, zero conoscenza dello stato del sistema, schedulazione autonoma di ogni agente, calcolo effettuato in maniera distribuita, assenza di nodi specializzati. Ogni nodo è egualmente responsabile degli aspetti di schedulazione e calcolo, entrambi i quali sono portati avanti avvalendosi di informazioni praticamente nulle sul resto del sistema.

Abbiamo implementato un'estensione di Java con mobilità di tipo forte ('strong mobility') che permette agenti multi-threaded di migrare con tutto il loro stato di esecuzione, traducendo Java con mobilità forte in Java con mobilità debole ('weak mobility'). Abbiamo costruito un prototipo di infrastruttura di rete, battezzata Organic Grid, in cui un'applicazione viene eseguita incapsulandone il codice all'interno di un agente insieme ad uno scheduler adatto alle caratteristiche dell'applicazione. Similmente ad altre desktop grids, la Organic Grid e' adatta ad essere implementata in forma di screen saver.

Stiamo progettando di esplorare l'uso del nostro traduttore di mobilità per il checkpointing di applicazioni su cluster di grandi dimensioni. Inoltre il nostro approccio di gestione decentrata delle desktop grids attualmente si concentra sull'approvvigionamento delle risorse di calcolo necessarie per l'elaborazione. Stiamo pensando di generalizzare il nostro approccio in modo da prendere in considerazione anche la gestione dello spostamento dei dati.

Collaboratori

• Mario Lauria, Microsoft Research – University of Trento Centre for Computational and Systems Biology, Trento, Italy

Ex Studenti

• Arjav J. Chakravarti (PhD, June 2004), IIM Ahmedabad
• John T. Glass
• Rajneesh Khambham (MS, December 2006)
• Anindya Poddar
• Xiaojin Wang (MS, December 2001), Amazon.com

Pubblicazioni

2007

• Self-Organizing Scheduling on the Organic Grid
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. In Manish Parashar, Salim Hariri (eds.), Autonomic Computing: Concepts, Infrastructure, and Applications, CRC Press, 2007, Chapter 19, pp. 389-411.

2006

• The Organic Grid: Self-Organizing Computational Biology on Desktop Grids
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. In Albert Zomaya (ed.), Parallel Computing for Bioinformatics and Computational Biology: Models, Enabling Technologies, and Case Studies, John Wiley & Sons, February 2006, Chapter 27. pp. 671-703.
• Self-Organizing Scheduling on the Organic Grid
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. International Journal on High-Performance Computing Applications, Vol. 20, No. 1, January 2006, pp. 115-130.

2005

• The Organic Grid: Self-Organizing Computation on a Peer-to-Peer Network
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part A, Vol. 35, No. 3, May 2005, pp. 373-384.

2004

• Application-Specific Scheduling for the Organic Grid
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. In Proceedings of the 5th IEEE/ACM International Workshop on Grid Computing (Grid '04), Pittsburgh, Pennsylvania, 8 November 2004, pp. 146-155.
  Also available as Technical Report OSU-CISRC-4/04-TR23, Dept. of Computer and Information Science, The Ohio State University, April 2004.
• The Organic Grid: Self-Organizing Computation on a Peer-to-Peer Network
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. In Proceedings of the First International Conference on Autonomic Computing (ICAC '04), New York, NY, 17-18 May 2004, IEEE Computer Society Press, pp. 96-103.
  An extended version of this paper is available as Technical Report OSU-CISRC-10/03-TR55, Dept. of Computer and Information Science, The Ohio State University, October 2003.
• Application-Specific Scheduling for the Organic Grid
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. Technical Report OSU-CISRC-4/04-TR23, Dept. of Computer and Information Science, The Ohio State University, April 2004.

2003

• The Organic Grid: Self-Organizing Computation on a Peer-to-Peer Network
  A.J. Chakravarti, G. Baumgartner, M. Lauria. Technical Report OSU-CISRC-10/03-TR55, Dept. of Computer and Information Science, The Ohio State University, October 2003.
• Implementation of Strong Mobility for Multi-Threaded Agents in Java
  A.J. Chakravarti, X. Wang, J.O. Hallstrom, G. Baumgartner. In Proceedings of the 2003 International Conference on Parallel Processing (ICPP '03), Koahsiung, Taiwan, 6-9 October 2003, IEEE Computer Society Press, pp. 321-330.
  An extended version of this paper is available as Technical Report OSU-CISRC-2/03-TR06, Dept. of Computer and Information Science, The Ohio State University, October 2003.
• Implementation of Strong Mobility for Multi-Threaded Agents in Java
  A.J. Chakravarti, X. Wang, J.O. Hallstrom, G. Baumgartner. Technical Report OSU-CISRC-2/03-TR06, Dept. of Computer and Information Science, The Ohio State University, March 2003.

2001

• Reliability Through Strong Mobility
  X. Wang, J. Hallstrom, G. Baumgartner. In Proceedings of the 7th ECOOP Workshop on Mobile Object Systems: Development of Robust and High Confidence Agent Applications (MOS '01), Budapest, Hungary, 18 June 2001, pp. 1-13.