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Relevancia y Aplicaciones de las TIC en Biomedicina y Biotecnología
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Grupo de Arquitectura de Sistemas Distribuidos y SeguridadDepartamento de Arquitectura de Computadores y Automática
Facultad de InformáticaUniversidad Complutense de Madrid
Ignacio Martín Llorentewww.dacya.ucm.es/nacho
21 de Marzo de 2003
Las tecnologias de la información y las comunicaciones al servicio de la investigación
UCM
Laboratorio de Computación Avanzada, Simulacióny Aplicaciones TelemáticasCentro de Astrobiología CSIC/INTA
Asociado al NASA Astrobiology Institute
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2/24Objetivo
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Presentar la tecnología Grid como plataforma para satisfacer las demandas computacionales de las aplicaciones en
Biomedicina y Biotecnología
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3/24Contenidos
• Aplicaciones en Biomedicina y Biotecnología
• Demandas de las aplicaciones
• Limitaciones de la plataforma actual
• El Grid como plataforma futura
• Componentes del Grid
• El papel de la red de comunicación en el Grid
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4/24Aplicaciones en Biomedicina y Biotecnología
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Simulaciones de fármacos contra el SIDA, Anthrax...
Tratamiento de imágenes
Acceso a bases de datos distribuidas para realizar el mejor diagnóstico
Visualización
Entornos de colaboración
Comparación de secuencias
Telemedicina
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5/24Demandas de las Aplicaciones
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Acceso a los siguientes servicios y recursos:
• Alto Rendimiento
• Alta Productividad
• Bases de datos distribuidas geográficamente
• Entornos de colaboración
• Visualización
Unión de todos los recursos anteriores por medio de una red de comunicación con alto ancho de banda, baja latencia y calidad de servicio y siempre garantizando
confidencialidad, eficiencia y fiabilidad
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6/24Limitaciones de la Plataforma Actual
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Solución clásica• Computación centralizada basada en servidor
Problemas de la supercomputación basada en servidor• Falta de escalabilidad• Equipos muy caros• Mantenimiento muy caro• Una vez adquiridos pasan mucho tiempo desaprovechados• Las demandas de cálculo son puntuales• Problemas de fiabilidad
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7/24Limitaciones de la Plataforma Actual
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Solución distribuida en Intranet• Utilización de los equipos de una red departamental para ejecutar trabajos
por medio de una herramienta de gestión de carga
Problemas de la computación distribuida en Intranet• Escalabilidad limitada a la organización en picos de demanda• No puedo amortizar mis recursos cuando están desaprovechados• No puedo compartir recursos con otras organizaciones
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8/24Limitaciones de la Plataforma Actual
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Necesidad de más potencia de cálculo
• 1986 to 2000– Computers: x 500– Networks: x 340,000
• 2001 to 2010– Computers: x 60– Networks: x 4000
Moore’s Law vs. storage improvements vs. optical improvements. Graph from Scientific American (Jan-2001) by Cleo Vilett, source Vined Khoslan, Kleiner, Caufield and Perkins.
ConclusionesUn único sistema no será capaz de analizar los datos que almacenen sus discos
Un único centro no podrá analizar el volumen de información generadoLa red permitirá de forma eficiente usar recursos distribuidos
(1 orden de magnitud de diferencia entre procesamiento y red)
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“It’s hard to makepredictions, especially
about the future”
Yogi Berra
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INTRANET
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SUPERCOMPUTADOR
DEPARTAMENTO
CLUSTER
El Grid como Plataforma Futura
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GRID
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? Nueva tecnología cuyo objetivo es la compartición de recursos en Internetde forma uniforme, transparente, segura, eficiente y fiable
? Análoga a las redes de suministro eléctrico: • Ofrecen un único punto de acceso a un conjunto de recursos distribuidos
geográficamente en diferentes dominios de administración(supercomputadores, clusters, almacenamiento, fuentes de información, instrumentos, personal, bases de datos...)
? La tecnología Grid es complementaria a las anteriores• Permite interconectar recursos en diferentes dominios de administración
respetando sus políticas internas de seguridad y su software de gestión de recursos en la Intranet
• Acceso a grandes bases de datos distribuidas, recursos de cálculo y visualización
11/24El Grid como Plataforma Futura
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12/24El Grid como Plataforma Futura
Beneficios
?Alquiler de recursos
?Amortización de recursos propios
?Gran potencia de cálculo a precio bajo sin necesidad de adquirir equipamiento
?Mayor colaboración y compartición de recursos entre varios centros
?Creación de organizaciones virtuales
?Negocios basados en proveer recursos
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13/24El Grid como Plataforma Futura
Relevancia
? Inversión EU FP6: 300 millones de euros
? Empresas involucradas: IBM, HP, Sun Microsystems...
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14/24Componentes del Grid
Aplicaciones
Servicios GlobusMetacomputing
Directory Service
GRAMGlobus
Security Interface
Replica Catalog
GASS
GridFTP
Servicios locales
LSF
Condor MPI
SGEPBS
TCP
AIXLinux
UDP
Servicios y Herramientas
Cactus Condor-GMPI Nimrod/Gglobusrun GridWay
Grid Status
I/O
Solaris
DRM
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RED
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15/24El Papel de la Red de Comunicación en el Grid
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Conexión en la Comunidad de Madrid por medio de la nueva Red Telemática de Investigación
1 Gbps
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16/24El Papel de la Red de Comunicación en el Grid
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Conexión nacional por medio de RedIris-2
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17/24El Papel de la Red de Comunicación en el Grid
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Conexión por medio de la nueva red paneuropea Geant
2,5 Gbps
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18/24El Papel de la Red de Comunicación en el Grid
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Estados Unidos Geant
Telia: 2,5 Gbps
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19/24Proyectos Grid en Funcionamiento
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www.cab.inta.es/~CABGrid/
UCM
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20/24Proyectos Grid en Funcionamiento
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www.rediris.es/gt/iris-grid/
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21/24Proyectos Grid en Funcionamiento
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www.crossgrid.org
UCY NikosiaDEMO Athens
Auth Thessaloniki
CYFRONET Cracow
ICM & IPJ Warsaw
PSNC Poznan
CSIC IFIC Valencia
UAB Barcelona
CSIC-UC IFCA Santander
CSIC RedIris Madrid
LIP Lisbon
USC Santiago
TCD Dublin
UvA Amsterdam
FZK Karlsruhe
II SAS Bratislava
Geant
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22/24Proyectos Grid en Funcionamiento
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www.tidewaterrgp.org
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“Cuando Internet sea tan rápido como los buses internos de un computador, éste se desintegrará en la red en un conjunto de
recursos de propósito específico”
Gilder Technology Report, junio 2000
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24/24Preguntas, Comentarios, Sugerencias…
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