Serviço baseado em semântica para descoberta de recursos em grade computacional

Abstract

Nesta dissertação de mestrado são apresentados o projeto e o protótipo de uma arquitetura de Grade Semântica visando o casamento entre os recursos computacionais disponíveis na grade e os requisitos da aplicação a ser executada,uma vez que em um ambiente que possui diversas máquinas este casamento pode ser muito trabalhoso sem o auxílio de uma ferramenta. A arquitetura proposta é composta por uma camada de Conhecimento com a nalidade de prover um serviço de descoberta de recursos computacionais de forma semântica, que está localizada acima das camadas Física e a de Middleware da grade. A camada de Conhecimento é composta por dois elementos básicos: o Repositório Semântico e o Raciocinador. O Repositório Semântico permite a descoberta semântica dos recursos da grade por meio do uso de um template ontológico. Para a edição deste template e tratamento dos diversos tipos de recursos computacionais no ambiente de grade foi utilizado o Protégé-OWL. O Raciocinador, segundo componente da camada de Conhecimento, interage com o Repositório Semântico para selecionar os recursos de forma apropriada. Neste trabalho foi utilizado o mid- dleware de grade Globus Toolkit 4 (GT4) e seu serviço Monitoring and Discovery System (MDS4), juntamente com o Ganglia, para coletar automaticamente as informa ções sobre os recursos da grade computacional. Como motor de inferência empregou-se a ferramenta Pellet-OWL. Por meio da realização de um estudo de caso com uso do protótipo, veri cou-se que a busca baseada em semântica resulta na obtenção de recursos na grade computacional de forma mais adequada, quando comparada às abordagens tradicionais. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

In this work we present the design and the prototype of a Semantic Grid architecture that deals with resource matching in a grid environment where an application has to be executed with certain requirements. This tool can be very useful in an environment with lots of machines, where the resource matching is a hard work. The proposed architecture is composed by a Knowledge layer with the purpose of providing a computational resource discovery service in a semantic way. This Knowledge layer is located above the Fabric and the grid Middleware layer. It is composed by two basic elements: the Semantic Repository and the Reasoner. The Semantic Repository allows the semantic discovery of grid resources using an ontological template. To edit this template and to handle a lot of computational resource types in the grid environment we use Protégé-OWL tool. The Reasoner, the second component of the Knowledge layer, interacts with the Semantic Repository to select resource in an appropriate way. In this work, we used the Globus Toolkit 4 (GT4) grid middleware and its Monitoring and Discovery System (MDS4) with Ganglia to automatically collect information about the computational grid resources. We use Pellet-OWL as the inference engine. We developed a study case using the prototype, which showed that more accurate results are possible than conventional approaches.