Biz2Grid

Business Anwendungen im Grid
Eine Anwendung für die Automobil Industrie

Das Biz2Grid-Konsortium besteht aus dem Forschungszentrum Informatik Karlsruhe, der Philipps-Universität Marburg, der Universität Karlsruhe (TH), der BMW Group und der iSILOG GmbH (beides assoziierte Partner) sowie der IBM Deutschland Research & Development GmbH (Projektleitung). Das Projekt hat eine Laufzeit von 01.07.2007 - 30.06.2010. Das Kernziel des Biz2Grid-Projekts ist es, die Grundlagen für den Einsatz von Grid-Technologie in Unternehmen zu schaffen.

Im industriellen Umfeld ist eine Migration kommerzieller Anwendungen auf existierende Grid Middleware nur möglich, wenn organisatorische Richtlinien von für kommerzielle Zwecke eingesetzten IT-Infrastrukturen berücksichtigt werden. Dies beinhaltet eine gewisse Standardisierung der dazugehörigen Prozesse, die Budgetierung von IT-Kosten, die Lizenzierung von Anwendungen und Services sowie die Zuteilung der verursachten Kosten zu einzelnen Kostenstellen.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, müssen bestehende Grid-Infrastrukturen in die organisatorischen Rahmenbedingungen eingepasst sowie durch ökonomisch sinnvolle Billing & Pricing Mechanismen erweitert werden.

Die in diesem Projekt anvisierte Billing und Pricing Infrastruktur wird auf Basis eines Marktes realisiert, der in Form eines Metaschedulers die verfügbaren Ressourcen auf die Serviceanfragen verteilt. Die Komponente wird auf Basis von standardisierten Kommunikationsprotokollen entwickelt und somit kompatibel zur D-Grid Basisinfrastruktur sein. Biz2Grid stellt einen preisbasierten Scheduler für die D-Grid Community sowie für verwandte Projekte zur Verfügung. Die Wirksamkeit der D-Grid Erweiterung wird anhand zweier kommerzieller Szenarien aus dem Automobilsektor dargelegt. Diese Beispielszenarien sollen als „Best Practice“ für zukünftige Business Grid Lösungen dienen.

Dabei sind aus industrieller Sicht nicht nur technische Aspekte zu betrachten, sondern auch die organisatorische Einbindung von zukünftigen Business Grid Lösungen in existierende Geschäftsprozesse als auch das Betreiben dieser neuen Lösungen als Teil des gesamten IT Landschaft eines Unternehmens. IBM bietet dazu eine Service Managementplattform, den Tivoli Service Automation Manager (TSAM). Damit sollen auch Grid Service Dienste und deren Management adressiert werden.

Aus Forschungssicht werden in Biz2Grid Geschäftsmodelle entwickelt, welche einen Einsatz im Grid für alle Stakeholder lohnenswert erscheinen lassen. Ferner adressiert Biz2Grid sehr stark technische Fragestellungen. Die übergangslose Gridifizierung von Applikationen ist derzeit nur schwer möglich. Daher ist es eine Herausforderung des Projekts, einerseits die Industrieapplikationen zu verteilen und zu parallelisieren, und andererseitsdie ökonomischen Geschäftsmodelle zu konzipieren und umzusetzen.

Bisher wurden im Biz2Grid-Projekt unter anderem die folgenden Ergebnisse erzielt:

  • Identifikation und Beschreibung von industriellen Anwendungsszenarien
  • Erstellung und Anwendung eines Kriterienkatalogs zur generischen Untersuchung von Anwendungsszenarien
  • Beschreibung von Geschäftsmodellen für Grid-Teilnehmer
  • Erhebung von organisatorischen Hemmnissen
  • Prototypische Implementierung eines marktbasierten Metaschedulers
  • Implementierung einer Web-basierten Visualisierungskomponenten
  • Definition eines Beispielszenarios zur dynamischen Bereitstellung von virtualisierten Gridressourcen.
  • Im weiteren Projektverlauf sollen diese ersten Ergebnisse sukzessiv auf Basis der identifizierten Anwendungsszenarien weiterentwickelt und evaluiert werden.


Die Abbildung veranschaulicht die voraussichtliche technische Architektur und das Zusammenspiel von Middleware, Metascheduler und der Anwendung.

Ein vom Benutzer abgesendeter Job wird gegebenenfalls signiert und auch verschlüsselt, bevor er an den GridWay Meta-Scheduler gesendet wird. Die in GridWay integrierte Meet2Market-Komponente entscheidet anschließend aufgrund ökonomischer Messgrößen, auf welchem der bekannten Rechnerpools gerechnet wird. Dabei kann es sich sowohl um Grid-Ressourcen (z.B. einen klassischen Cluster) als auch um ein (Windows-)Desktop-Grid handeln. Nachdem Meet2Market diese Entscheidung getroffen hat, übergibt GridWay den Job dem lokalen Scheduler (entweder einem GT4-Headnode oder Omnivore, einem selbstogranisierenden dezentralen Scheduler, der im Desktop-Grid eingesetzt werden kann).

Auf dem Desktop-Grid wird auf jedem an der Berechnung teilnehmenden Knoten das Omnivore-Programm ausgeführt, dass sich mit den umliegenden Knoten verbindet und neue Jobs automatisch auf alle verfügbaren Knoten verteilt.
Wird ein Job an den GT4-Headnode gesendet, reicht dieser den eingehenden Auftrag an den lokalen Scheduler, die Grid Engine von Sun Microsystems (SGE), weiter. Eine  Erweiterung der SGE, die an der Universität Marburg entwickelte Xen Grid Engine (XGE), ermöglicht das Scheduling von Jobs in virtuelle Maschinen. Durch den Einsatz moderner Hardware ist es überdies möglich, virtuelle Windows-Maschinen auf den einzelnen Rechenknoten zu betreiben, so dass Windows-Software (wie emPlant) auf typischerweise mit Unix oder Linux betriebenen Rechenknoten ausgeführt werden kann.