Đề tài: Nghiên cứu, phát triển hệ thống tính toán lưới để hỗ trợ giải quyết các bài toán có khối lượng tính toán lớn

Mã dự án: KC.01.04/06-10
Tên đầy đủ: Nghiên cứu, phát triển hệ thống tính toán lưới để hỗ trợ giải quyết các bài toán có khối lượng tính toán lớn
Chương trình: KC.01.04/06-10
Thời gian thực hiện: 01-07-2007 - 01-06-2009
Chủ nhiệm: GS. TS. Vũ Đức Thi
Cơ quan chủ quản: Viện CNTT
Cấp độ quản lý: Viện Công nghệ Thông tin
Kinh phí:
Đơn vị phối hợp thục hiện: Đại học Bách Khoa Hà Nội ,ĐH Khoa học Tự nhiên
Nội dung mô tả:

1. Chủ nhiệm đề tài: GS. TS. Vũ Đức Thi

2. Cơ quan chủ trì theo hồ sơ: Viện Công nghệ Thông tin

3. Cơ quan chủ trì hiện tại: Viện Công nghệ Thông tin

4. Cơ quan phối hợp thực hiện:

- ĐH Bách khoa Hà Nội

- ĐH Khoa học Tự nhiên

5. Mục tiêu thực hiện:

Nội dung nghiên cứu
C1. Trên cơ sở các hệ thống Grid cục bộ đã có của các đơn vị tham gia, xây dựng giải pháp kỹ thuật và công nghệ cho VNGrid phù hợp chuẩn mực thế giới
C2. Xây dựng lưới kết nối các đơn vị tham gia để tạo nên phiên bản đầu tiên của VNGrid: Viện Công nghệ thông tin, Trung tâm tính toán hiệu năng cao (Đại học Bách khoa Hà nội), Phân viện Công nghệ thông tin tại TP. Hồ Chí Minh, Trung tâm tính toán hiệu năng cao (Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội), Trung tâm Điện tử - Tin học (Học viện Kỹ thuật quân sự).
C3. Xây dựng quy trình công nghệ và giải pháp khoa học để kết nối với VNGrid.
C4. Kết nối VNGrid với tổ chức PRAGMA và một số nước khác trong khu vực.
C5. Xây dựng và triển khai công cụ quản lý thực thi công việc trên lưới.
C6. Nghiên cứu và triển khai giải pháp an toàn, bảo mật và xác thực cho hệ thống lưới.
C7. Nghiên cứu Access Grid và triển khai hệ thống khai thác dữ liệu đa phương tiện, từ đó kết nối các tổ chức lại với nhau.
C8. Nghiên cứu phương pháp và các chiến lược triển khai ứng dụng trên lưới. Từ đó xây dựng tài liệu về cách thức lập trình và triển khai ứng dụng khoa học kỹ thuật trên lưới.
C9. Nghiên cứu xây dựng và triển khai hệ thống giám sát lưới ở các quy mô khác nhau.
C10. Xây dựng VNGrid Portal cho phép người sử dụng triển khai ứng dụng trên VNGrid, qua đó có thể theo dõi và giám sát hoạt động của ứng dụng.

Triển khai thử nghiệm
C11. Nghiên cứu để triển khai dịch vụ lưới dữ liệu nhằm xây dựng các mô-đun chương trình quản trị dữ liệu phân tán trên môi trường lưới VNGrid.
C12. Nghiên cứu triển khai thử nghiệm một số bài toán sinh tin học và mô phỏng y sinh trên môi trường lưới VNGrid.
C13. Nghiên cứu triển khai thử nghiệm bài toán mã hóa và thám mã trên hệ thống lưới VNGrid phục vụ an ninh, quốc phòng. 
C14. Nghiên cứu triển khai thử nghiệm hai mô hình dự báo khí tượng MM5 và RAMS trên hệ thống lưới VNGrid.
C15. Nghiên cứu triển khai thử nghiệm bài toán thực tại ảo về di sản Văn miếu - Quốc tử giám và bảo tàng một số động thực vật quí hiếm của Việt Nam trên VNGrid.
Ngoài ra, trong quá trình thực hiện, nhóm sẽ cộng tác với những tổ chức khoa học công nghệ trong và ngoài nước để nhận được sự phối hợp, tư vấn và thử nghiệm, sao cho tạo được một VNGrid chuẩn mực. Đặc biệt, một số tổ chức trong nước như Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh, Viện Toán học, Đại học Đà Nẵng, Trường Đại học Khoa học Huế.|.|Đề tài nhằm thực hiện 3 mục tiêu chính:
1. Đề xuất kiến trúc hạ tầng tính toán lưới chuẩn, từ đó làm cơ sở để xây dựng một hệ thống tính toán lưới của Việt Nam với tên gọi VNGrid, và kết nối với các nước trong khu vực. 
Dựa trên kinh nghiệm triển khai tính toán lưới tại các quốc gia trong khu vực (Hàn Quốc, Nhật Bản, Singapore, Thái Lan) và trên thế giới (Áo, Mỹ, Pháp, Ý, Úc), đề tài đề xuất một kiến trúc hạ tầng tính toán lưới chuẩn cho Việt nam. Từ đó xây dựng hệ thống tính toán lưới VNGrid. VNGrid dựa trên kiến trúc lưới phân tầng và kiến trúc dịch vụ lưới (Open Grid Services Architecture - OGSA) được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Với việc tuân theo các chuẩn này, hạ tầng lưới VNGrid dễ dàng tham gia mạng lưới toàn cầu. Hạ tầng lưới VNGrid cũng phải quan tâm nhiều hơn đến hạ tầng truyền thông tại Việt nam, trên cơ sở đó có thể đưa ra các khuyến nghị đảm bảo sự hoạt động của lưới. 
2. Phát triển các công cụ phần mềm hỗ trợ quản lý, giám sát và triển khai các ứng dụng hệ thống tính toán lưới như một loại phần mềm trung gian (midleware).
Hạ tầng lưới dựa trên VNGrid sẽ sử dụng các bộ công cụ phát triển lưới mã nguồn mở như Globus Toolkit, Gridsphere, Simple CA, … với các nút lưới là các PC-cluster, hoặc các máy tính công suất mạnh (super computer). Với kiến trúc OGSA, môi trường lưới bao gồm các dịch vụ như dịch vụ quản lý tài nguyên tính toán; dịch vụ thông tin; dịch vụ dữ liệu; dịch vụ quản lý thực thi; dịch vụ bảo mật. Một vấn đề đặt ra là làm sao khai thác hiệu quả các tài nguyên tính toán đó. Đây thực sự vẫn còn là một vấn đề nan giải. Vì vậy, mục tiêu thứ hai của đề tài là nghiên cứu xây dựng các công cụ phần mềm hỗ trợ để có thể tích hợp các dịch vụ này dựa trên kiến trúc OGSA. Đây là một hướng đi đầy hứa hẹn cả về công nghệ lẫn học thuật.
3. Triển khai ứng dụng để khai thác năng lực lưới tính toán (computational grid) và lưới dữ liệu (data grid).
Một hạ tầng lưới sẽ là không có ý nghĩa nếu thiếu các ứng dụng. Mục tiêu thứ ba nhằm hướng đến là triển khai thử nghiệm một số bài toán đòi hỏi nhu cầu tính toán hiệu năng cao và nhu cầu xử lý dữ liệu phân tán trên lưới trong các lĩnh vực như thực tại ảo (di sản văn hóa, bảo tàng động thực vật); dự báo khí tượng thuỷ văn (với các mô hìmh MM5, HRM, RAMS); tin sinh học (tìm kiếm trình tự, so sánh mức độ tương đồng, lập bản đồ gen để chẩn đoán bệnh, mô phỏng y sinh, tìm kiếm motif); thám mã; dịch vụ dữ liệu (di chuyển, quản lý bản sao của dữ liệu, truy vấn và cập nhật các tài nguyên 
dữ liệu).

6. Các sản phẩm chính:

Tài liệu tổng hợp kiến trúc hạ tầng lưới chuẩn và đặc tả các giải pháp kỹ thuật, công nghệ được lựa chọn cho VNGrid (WP02)
Tài liệu kỹ thuật về VNGrid (WP03)
Tài liệu đặc tả công nghệ và cách thức tham gia vào VNGrid (WP04)
Tài liệu cách thức lập trình trên lưới (WP09)
Tài liệu về cách thức triển khai bài toán khoa học kỹ thuật trên lưới (WP09)
Hệ thống tính toán lưới VNGrid (WP03)
Hệ thống Access Grid (WP08)
Mô-đun phần mềm quản lý thực thi công việc trên nút tính toán lưới (WP06)
Mô-đun phần mềm đảm bảo an toàn, bảo mật và xác thực lưới (WP07)
Mô-đun phần mềm giám sát tài nguyên hệ thống tính toán lưới (WP10)
Phần mềm VNGrid Portal (WP11)
Mô-đun phần mềm Dịch vụ trên lưới dữ liệu (WP13)
Phần mềm máy tính trong lĩnh vực công nghệ sinh học, mô phỏng y sinh hoạt động trên VNGrid (WP14)

7. Thời gian thực hiện: 01/07/2007 - 01/06/2009

File đính kèm: