Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 1...
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Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 1Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Seminar Aspekte Verteilter SystemeSommersemester 2007
Webservices im Grid Computing
27.06.2007Mischa Frank, Patrick Siehndel
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 2Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Übersicht
Motivation OGSA
Service Kategorien OGSA-DAI
OGSI gWSDL portTypes Kritik
WSRF EndpointReference Implied Resource Pattern WSRF Spezifikationen
Ausblick
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 3Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Motivation
Technologie zur Standardisierung der Schnittstellen einzelner Gridkomponenten Everything is a service
Warum offene Standards? Interoperabilität zwischen Systemen wird gewährleistet Verhindert Einschränkungen durch bestimmte Hersteller oder Produkte Fördert Innovationen und Konkurrenz bei der Entwicklung von
(Grid)Komponenten Plattformunabhängigkeit durch Standard APIs
Das Internet und Netzwerke als Vorbild WebServices
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 4Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WebService im Grid
WebService: Ein Stück Software, dass über klar definierte Schnittstellen eine Funktion zur Verfügung stellt.
Für das Grid ist mehr nötig, z.B. Resource Management Monitoring Lifecycle Management
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 5Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Grundkonzept von Grid Services
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 6Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSA
OGSA bildet einen Standard für Grid Anwendungen und eine allgemeine Definition für Grid Services.
Es wird der generelle Aufbau, die Organisation, sowie die Interaktion von Grid Service Komponenten bestimmt.
Basis von OGSA sind Web Services, sie bieten einen Standard um beliebige unabhängige Systeme zu verbinden.
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 7Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSA Service Kategorien
Es werden durch OGSA 7 Service Kategorien definiert, diese müssen bei der Konzeptionierung von Grid Services beachtet werden.
Infrastructure Services Resource Management Services Data Services Information Services Self Management Services Security Services Execution Services
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 8Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Infrastructure Services
Grundlage für die Infrastruktur auf der OGSA basiert
Basis sind meist Web Services und deren Regeln sowie Implementierungen
Namenskonventionen Status Informationen OGSA Profiles
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 9Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Execution Management Services
Beschreibt das ausführen von Jobs, sowie das finden von passenden Ressourcen und Lifetime Management
Definition von: Job Management Selection Services
Execution Planning Services Candidate Set Generator Reservation Service
Interaktion mit anderen OGSA Services
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 10Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Data Services
Beschreibung der Services die sich mit Management, Update und Zugriff auf Daten beschäftigen.
Jeder Daten Ressource werden Services zugeordnet, welche Interfaces anbieten, um auf die Daten zuzugreifen.
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 11Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Resource Management Services
Es gibt drei Management Typen die sich auf Ressourcen beziehen
Management von physikalischen and logischen Ressourcen Management der OGSA Grid Infrastruktur Management der OGSA Grid Ressourcen
Eigenschaften die jeder Resource Management Service haben muss werden festgelegt Skalierbarkeit Interoperabilität Sicherheitsaspekte Verlässlichkeit
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 12Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Security Services
Zielsetzung ist die Unterstützung verschiedener schon vorhandener Standards.
Die Einsatzbereiche variieren sehr stark, daher müssen OGSA Security Komponenten die vorhandenen Konzepte in der Art integrieren, dass verschiedene Systeme sicher miteinander agieren können.
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 13Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Self-Management Services
Durch Self-Management Services sollen die Kosten und die Komplexität der IT-Infrastruktur gesenkt werden.
Nicht jeder Service besitzt Eigenschaften eines Self-Managements. Das System als ganzes soll diese Eigenschaft haben.
Soll später signifikanter Teil von OGSA sein befindet sich aber noch in einer vorläufigen Phase.
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 14Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Information Services
Behandelt den Austausch von Informationen und deren Bereitstellung
Grundlegenden Funktionen sind Discovery Message Delivery Logging Monitoring
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 15Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSA-DAI
Open Grid Services Architecture - Data Access and Integration
Middelware die den Zugriff auf verschiedene Datenquellen via Web Service ermöglicht
Alle nötigen Operationen auf Daten werden per Web Service ermöglicht Durchsuchen Updaten Verändern Abrufen
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 16Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI
In OGSA wird nur ein Überblick und eine allgemeine Definition für Web Services gegeben.
Mit OGSI wird eine detaillierte formale und technische Spezifikation vorgestellt.
Grid Services werden durch OGSI als Stateful Web Services definiert.
OGSI definiert: Interfaces Verhaltensweisen WSDL/XML Schemata
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 17Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
gWSDL
WSDL ist eine XML Spezifikation zur Beschreibung von Netzwerkdiensten zum Austausch von Nachrichten.
Metasprache mit deren Hilfe die angebotenen Funktionen, Daten, Datentypen und Austauschprotokolle eines Web Service beschrieben werden können
gWSDL erweitert WSDL um einen zusätzlichen Datentyp, den Port Type
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 18Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Port Type
Port Types bilden die Basis von Grid Services.
Jeder Service muss den GridService PortType implementieren
Definiert Kommunikationsmöglichkeiten und Art der Daten welche zugänglich sind
Interface über welches auf den Grid Service zugegriffen wird
Alle Services, die zum Ablauf eines Grid Service beitragen, besitzen einen oder mehrere PortTypes die ihren Anforderungen entsprechen
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 19Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Grid Service Port Type
Grundtyp jedes PortTypes, entspricht Objekt-Klasse in Java
Es werden grundlegende Funktionen bereitgestellt Find Service Data
Request Termination After / Before
Destroy
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 20Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI Erweiterungen
Durch OGSI werden folgende Erweiterungen an Web Services vorgenommen
Stateful and potentially transient Services Lificycle Management Service Data Notifications Service Groups GSH & GSR
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 21Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI Stateful and potentially transient Services
Web Services sind normalerweise persistent, dies ist aber nicht erwünscht.
Erweiterung ermöglicht mehrere Instanzen des Web Services durch Factory Methoden.
Stateless Web Services ermöglichen keine komplexen Ketten Operationen, da Ergebnisse weitergegeben werden müssen.
Statefull Grid Services können sich Werte während verschiedener Aufrufe „merken“.
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 22Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI Stateful and potentially transient Services
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 23Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI Lifecycle Management
Durch die Einführung von Factory Methoden und verschiedenen Instanzen von Web Services wird ein Lifecycle Management benötigt.
Die Lifecycle Management Methoden werden durch Grid Services bereitgestellt.
OGSI stellt nur Basisfunktionen zur Verfügung, welche durch GT3 erweitert werden.
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 24Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI Service Data
Service Data ist eine Erweiterung die es Nutzern gestattet alle Informationen eines GridService zu sehen.
Parameter eines Services können verändert werden.
Diese Daten sind direkt über das Interface des Grid Service zugänglich.
Es gibt im Wesentlichen zwei Kategorien von Service Daten:
Status Information Service Metadaten
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 25Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI Service Groups
Service Groups bieten die Möglichkeit bestimmte Services in Gruppen zusammenzufassen.
Eine Service Group ist ein Service der verschiedene Services enthält.
Diese Services können nun durch einen zentralen Punkt, eben diese Service Group, erreicht werden.
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 26Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
OGSI GSH & GSR
GSH und GSR beschreiben die grundlegenden Zugriffsstrategien im Grid.Grid Service Handle
Logische Adresse eines GridServices<ogsi:handle>http://service.de/CounterService</ogsi:handle>
Grid Service Reference Physikalische Adresse eines GridServices temporär gültig enthält alle notwendigen Informationen, um auf die Instanz eines
Services zugreifen zu können
Handle Resolver löst GSH in GSR auf
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 27Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Kritik an OGSI
OGSI nur von der Grid-Community voll akzeptiert, nicht von der Web-Community.
Das Global Grid Forum hoffte auf die Annäherung von OGSI und Web Services, dies passierte jedoch nicht.
Gründe: Zu große und nicht sauber getrennte Spezifikationen in OGSI Lassen sich nicht wie „normale“ Web Services behandeln OGSI ist zu objektorientiert (Web Services sind das nicht)
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 28Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Annäherung von Grid und Web
WSRF
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 29Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WSRF
WebService Resource Framework Entwickelt von der Globus Alliance, IBM und Anderen Erste Veröffentlichung 20. Januar 2004 April 2006: WSRF v1.2 OASIS Standard Definitionen von WebService Funktionalitäten unabhängig vom Grid Implementation von OGSA Weiterentwicklung von OGSI Im Globus Toolkit 4 wurde OGSI durch WSRF ersetzt Stateless Web Services, dafür stateful Resources Nutzung von WSDL anstelle von gWSDL
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 30Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Neuerung
OGSA basiert direkt auf Web Services und nicht auf extra veränderten
WSRF ist ein Teil von Web Services und nicht aufgesetzt auf bestehende Standards wie OGSI
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 31Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WSRF – WS-Adressing - EPRs
EndpointReference(EPR) WS-Adressierung in XML Liefert den Ort des Web Services (wie port in WSDL) Enthält URI Unabhängig vom Transportprotokoll Dynamisch zu erstellen
Ersetzt GridService Handle und GridService Reference aus OGSI
<wsa:EndpointReference>
<wsa:Address>http://www.example.com/WSSimpleShoppingService</wsa:Address>
</wsa:EndpointReference>
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 32Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WSRF - Implied Resource Pattern
Beschreibt die Art wie WS-Adressierung benutzt wird, um stateful Resources mit der Ausführung eines Web Services zu verbinden
Identifizierung spezifischer Ressourcen über EPR Child-Element in EPR (ReferenceParameter)
Dadurch implizite Übermittlung der Ressourcen-ID durch EPR Aufruf Keine explizite Beschreibung der Ressourcen-ID in WSDL mehr nötig Web Service selbst ist stateless
<wsa:EndpointReference>
<wsa:Address>
http://www.example.com/SimpleShoppingService
</wsa:Address>
<wsa:ReferenceParameters>
<rpimpl:CartId>S1</rpimpl:CartId>
</wsa:ReferenceParameters>
</wsa:EndpointReference>
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 33Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
EPR in der SOAP-Message
WSRF Primer v1.2
http://docs.oasis-open.org/wsrf/wsrf-primer-1.2-primer-cd-02.pdf
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 34Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WSRF Standards
WS-Resource specification WS-ResourceProperties WS-ResourceLifetime WS-ServiceGroup WS-BaseFaults
WS-Notification WS-BaseNotification WS-Topics WS-BrokerNotification
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 35Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WS-Resource specification
Beschreibt die Beziehung zwischen Web Services und Ressourcen Definiert:
Resource: Identifizierbar Hat ein Set von Eigenschaften, ausdrückbar in XML
WS-Resource: Komposition aus einer Resource und einem WebService über den auf die
Ressource zugegriffen werden kann Wird referenziert über eine EPR Muss über Mitteilungen, definiert nach den WS-ResourceProperties, Zugriff
auf die Eigenschaften der Ressource bereitstellen Kann die WS-ResourceLifetime Spezifikation unterstützen
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 36Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WS-ResourceProperties (WSRF-RP)
ResourcePropertiesDefinition ist referenziert in WSDL des Web Services Enthält Informationen über die Eigenschaften einer Ressource Definiert den Zugriff auf die Eigenschaften einer Ressource Definiert Möglichkeit des Updates der Eigenschaften über Nachrichten Definiert Möglichkeit der Benachrichtigung wenn die Eigenschaften einer
Ressource sich ändern
Sicherheitsaspekte: Nachrichtenaustausch: Kommunikation nach WS-Security sichern
In OGSI ehemals Service data definition GridService portType Service Data Access
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 37Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WS-ResourceLifetime
WS-Resourcen besitzen Lebenszeiten Definiert Schnittstelle zur Überwachung und Steuerung der Lebenszeit
keepAlive Destroy
Automatische Freigabe nicht mehr verwendeter Ressourcen WS-ResourceProperties um auf Informationen bezüglich der Lebenszeit
zuzugreifen
Benachrichtigung an Interessierte bei Zerstörung der WS-Resource (WS-BaseNotification)
Sicherheitsaspekte: Vorschläge bezüglich der Sicherheit, jedoch Aufgabe der WS-Security und GridSecurity
In OGSI ehemals GridService portType Lifetime Management
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 38Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WS-ServiceGroup
Möglichkeit zur Gruppierung von WS-Resourcen Verwaltung wiederum durch einen Webservice die ServiceGroup Jedes Mitglied (WS-Resource) ist ein ServiceGroupEntry in der
ServiceGroup Spezifikationen und Eigenschaften werden durch WS-ResourceProperties
ausgedrückt Eine WS-Resource kann in mehreren Gruppen Mitglied sein Eine WS-Resource kann mehrmals in derselben Gruppe Mitglied sein
Möglichkeit der Benachrichtigung von Interessierten bei Veränderung der ServiceGroup (WS-BaseNotification)
Sicherheitsaspekte: Vorschläge bezüglich der Sicherheit, jedoch Aufgabe der WS-Security und GridSecurity
In OGSI ehemals Service Group portTypes
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 39Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WS-BaseFaults
Standardisierung von Fehlermeldungen Einheitliches XML-Schema Dadurch effizienteres Fehlermanagement
Fehler leichter zu erkennen Fehlermeldungen leichter zu verstehen
In OGSI ehemals Base fault Type
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 40Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WS-Notifications
Standardisierung der Interaktion von Web Services Event-driven Notification-based NotificationProducer kann ein Set von Nachrichten produzieren NotificationConsumer können sich eintragen und angeben welche
Nachrichten sie erhalten wollen Einschränkung der Nachrichten durch
Boolsche Filter nach Thema WS-Topics
NotificationProducer kann selbst Nachrichten produzieren WS-BaseNotification von Anderen produzierte Nachrichten reproduzieren
WS-BrokeredNotification
In OGSI ehemals Notification portTypes
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 41Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
WSRF
Non WSRF Web Service | WSRF Web Service
WSRF Primer v1.2
http://docs.oasis-open.org/wsrf/wsrf-primer-1.2-primer-cd-02.pdf
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 42Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Verbesserungen der Kritikpunkte
Zu große und nicht sauber getrennte Spezifikationen in OGSI WSRF Spezifikation in fünf klar getrennten Dokumenten
Lassen sich nicht wie „normale“ WebServices behandeln Nutzung von Standard XML und XML-Schema Reines WSDL für die Interfacebeschreibung
OGSI ist zu objektorientiert (WebServices sind das nicht) WSRF trennt klar zwischen dem Service und den zustandsbehafteten
Ressourcen auf denen der Service arbeitet
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 43Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Konvergenz
“The definition of WSRF means that Grid and Web communities
can move forward on a common base.” [Ian Foster 1/2004]
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 44Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Fragen?
Fragen?
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 45Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Ende
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Nächste Woche:
Einführung in das CoG Kit
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 46Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Quellen I
WSRF Primer v1.2http://docs.oasis-open.org/wsrf/wsrf-primer-1.2-primer-cd-02.pdf
WS-Adressing http://www.w3.org/TR/2006/WD-ws-addr-wsdl-20060216/
Ian Foster, WS-Resource Framework: Globus Alliance Perspectiveshttp://www.globus.org/wsrf/foster_wsrf.ppt
Lindner, Schier, Seminararbeit WSRF http://homepage.uibk.ac.at/~csad3536/grid/seminar2004/wsrf_final.doc
OASIS Web Services Resource Framework (WSRF) TC http://www.oasis-open.org/committees/tc_home.php?wg_abbrev=wsrf
OASIS Web Services Notification (WSN) TC http://www.oasis-open.org/committees/tc_home.php?wg_abbrev=wsn
Globus: WSRF – The WS-Resource Framenworkhttp://www.globus.org/wsrf/
Bundesministerium für Bildung und Forschunghttp://www.e-science-forum.de/de/107.php
Web Services im Grid Computing | 27.06.2007 | Folie 47Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen
Quellen II
The Open Grid Service Architecture
http://forge.gridforum.org/projects/ogsa-wg
Urs Wedershoven
Seminar Grid Computing SS2004
http://www.is.informatik.uni-duisburg.de/courses/grid_ss04/wedershofen-a.pdf
The OGSA-DAI Project
http://www.ogsadai.org.uk/
Ian Foster, Carl Kesselmann, Jeffrey M. Nick, Steven Tuecke
The Physiology of the Grid
http://www.globus.org/alliance/publications/papers/ogsa.pdf
Ian Forster, H. Kishimoto, A. Savva
The Open Grid Service Architecture, Version 1.5
http://forge.gridforum.org/sf/docman/do/downloadDocument/projects.ogsa-wg/docman.root.published_documents.ogsa_1_5/doc13553/11
Standardisierungen in der Grid Community
http://www.uni-koblenz.de/FB4/Institutes/IFI/AGStaab/Teaching/WS0405/seminar_semGrid/docs/I.2-GridStandards_Praesentation.pdf
Borja Sotomayor
The Globus Toolkit 3 Programmer's Tutorial
http://gdp.globus.org/gt3-tutorial/