Arquitectura para el aprovisionamiento dinámico de recursos computacionales

133 Pages·2012·8.41 MB·Spanish

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

FACULTAD DE INFORMÁTICA

Departamento de Arquitectura de Computadores y Automática

TESIS DOCTORAL

Arquitectura para el aprovisionamiento dinámico de recursos
computacionales

MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR

PRESENTADA POR

Constantino Vázquez Blanco

Directores

Eduardo Huedo Cuesta
Ignacio Martín LLorente

Madrid, 2013

© Constantino Vázquez Blanco, 2012
Arquitectura para el Aprovisionamiento
Dinámico de Recursos Computacionales
TESIS DOCTORAL
Constantino Vázquez Blanco
Departamento de Arquitectura de Computadores y Automática
Facultad de Informática
Universidad Complutense de Madrid
Junio 2012
Arquitectura para el
Aprovisionamiento Dinámico de
Recursos Computacionales
Memoria que presenta para optar al título de Doctor en Informática
Constantino Vázquez Blanco
Dirigida por los Doctores
Eduardo Huedo Cuesta
Ignacio Martín Llorente
Departamento de Arquitectura de Computadores y
Automática
Facultad de Informática
Universidad Complutense de Madrid
Junio 2012

A mis padres y hermana, por estar ahí siempre
A mis amigos, por hacerlo llevadero
A Virginia, por todo.
Agradecimientos
En el transcurso del trabajo de esta tesis doctoral he tenido el placer y
la suerte de encontrarme muchas personas que, gracias a su fe, apoyo y guía,
han hecho posible que este proyecto se haya completado felizmente.
Quiero agradecer especialmente la confianza en mi demostrada por Ig-
nacio M. Llorente, supervisor de esta tesis y director del grupo de inves-
tigación (dsa-research.org) en el cual se ha llevado a cabo todo el trabajo
expuesto en este documento. Asimismo quiero reconocer el inmenso trabajo
llevado a cabo por el Eduardo Huedo, también supervisor de esta tesis, así
como la inspiración prestada y el ejemplo de la satisfacción del buen hacer
que profesa, responsable de la calidad de este documento (en aquellos as-
pectos en los que ésta se manifieste en su cara positiva). Me gustaría hacer
una mención especial para el tercer pilar en el que esta tesis se sustenta, el
Rubén Santiago, por su ayuda en el día a día, por sus consejos a la hora
de interpretar resultados y por sus explicaciones pacientes de los aspectos
más intricados de la tecnología que se maneja en este trabajo.
Otros dos grandes culpables de que esta tesis se haya llevado a cabo son
mis padres, Pili y Tino, así como mi hermana Marta. Sin este ambiente
libre de grandes preocupaciones familiares que han (y hemos) conseguido
crear no habría sido posible este trabajo, o al menos no en su actual forma.
Gracias de corazón.
No podría dejar de agradecerle todo el apoyo (incondicional y desinte-
resado) brindado por la persona más importante de mi vida estos últimos
años, Virginia. Gracias por estar ahí, por no quejarse nunca en las largas
tardes de domingo en las que me enclaustraba, y sobre todo por animarme
en todo momento a terminar esta carrera de fondo.
De especial importancia para el desarrollo de este trabajo ha sido todo
el equipo de Globus. Quisiera agradecer a Ian Foster (el padre del Grid) su
gran trabajo al frente de la alianza, y su apoyo a la herramienta GridWay,
fruto del trabajo del grupo de investigación del que formo parte y que a su
vez forma parte orgullosamente del standard de facto en middleware Grid: el
Globus Toolkit. Gran cantidad de culpa de la excelente relación del proyecto
Globus y el grupo dsa-research.org es de Borja Sotomayor, flamante
nuevo profesor de la Universidad de Chicago. Tampoco me olvido del resto
v
vi Agradecimientos
de personas que hicieron y hacen posible Globus: Stuart Martin, Martin
Feller, Charles Bacon, Jennifer Schopf, etc.
¿Y qué decir de de mis compañeros de trabajo? Javier Fontán merece
una mención especial en estos agradecimientos, ya que ha contribuido inva-
luablemente al desarrollo de esta tesis. Él y José Luis vázquez son los dos
compañeros más antiguos que tengo en el grupo de investigación, siendo éste
último el encargado de darme la bienvenida al grupo de investigación, labor
desempeñada a la perfección por este león social. A los demás compañeros
(Jaime Melis, Carlos Martin y Daniel Molina) quiero agradecerles el
ayudaracrearelambientedetrabajoúnicoqueseviveenelalgúndíaseguro
que famoso 308b, el despacho donde la maquinaria de OpenNebula se ajusta
día a día.
Concariñomandounsaludotambiénamisamigos,especialmentelosque
residen en Madrid, como Dani, Xoán, Pablo y Javi, los cuales, aunque
no lo sepan, han contribuido a este trabajo al poder descansar de él de vez
en cuando ;). Gracias también a Miguel Vázquez, gurú de muchas cosas,
siempre dispuesto a echar un cable.
Por último, me gustaría agradecer a los autores de TeXiS, la planti-
lla Latex para tesis doctorales diseñada por Marco Antonio y Pedro Pablo
Gomez-Martin, la cual me ha resultado de gran ayuda para escribir este
documento.
Acerca de este documento
Esta tesis doctoral se presenta como compendio de publicaciones edi-
tadas, de acuerdo con el epígrafe 4.4 de la Normativa de desarrollo de los
artículos11,12,13y14delRealDecreto56/2005,de21deEnero,porelque
se regulan los estudios universitarios oficiales de postgrado de la Universidad
Complutense (Aprobado en Consejo de Gobierno con fecha 13 de Junio de
2005 y publicado en el BOUC con fecha de 5 de Julio de 2005).
Los artículos que se aportan como parte de la tesis doctoral son los si-
guientes:
C. Vázquez, E. Huedo, R.S. Montero and I.M. Llorente. On the Use of
Clouds for Grid Resource Provisioning. Future Generation Com-
puter Systems, 27 (5), 600-605, 2011.
C. Vázquez, E. Huedo, R.S. Montero and I.M. Llorente. Federation of
TeraGrid, EGEE and OSG Infrastructures through a Metascheduler.
Future Generation Computer Systems, 26(5), 979-985, 2010.
C. Vázquez, E. Huedo, R.S. Montero, I.M. Llorente. Dynamic Pro-
vision of Computing Resources from Grid Infrastructures and Cloud
Providers.InProceedingsofGridandPervasiveComputingConference
(GPC2009),WorkshoponGrids,CloudsandVirtualization(WGCV).
IEEE Computer Society, 113-120, May 2009.
C. Vázquez, E. Huedo, R.S. Montero, I.M. Llorente. A Performance
Model for Federated Grid Infrastructures. In Proceedings of the 16th
EuromicroConferenceonParallel,DistributedandNetwork-BasedPro-
cessing (PDP 2008). IEEE Computer Society, 188-192, 2008.
C. Vázquez, J. Fontán, E. Huedo, R.S. Montero, I.M. Llorente. Trans-
parent Access to Grid-Based Compute Utilities. In Proceedings of the
7th International Conference on Parallel Processing and Applied Mat-
hematics (PPAM 2007). Lecture Notes in Computer Science,
4967, 817-824, 2008.
C. Vázquez, E. Huedo, R.S. Montero and I.M. Llorente. Evaluation of
a Utility Computing Model Based on the Federation of Grid Infrastruc-
vii
viii Agradecimientos
tures. In Proceedings of the 13th International Conference on Parallel
Processing (Euro-Par 2007). Lecture Notes in Computer Science,
4641, 372-381, 2007.
Conforme a la normativa vigente, esta tesis doctoral presenta una intro-
ducción al trabajo de investigación llevado a cabo, así como una revisión del
estadodelartedelcampodelacomputaciónGridyCloud.Acontinuación,se
describen las aportaciones del trabajo y se incluye una discusión integradora
sobre los artículos presentados. Se concluye el documento con una sección
dedicada a las conclusiones sobre el trabajo realizado y el trabajo futuro, y
conotrasecciónconteniendo las referencias bibliográficasque complementan
las ya incluidas en los artículos que muestran la investigación llevada a cabo
en esta tesis doctoral.
Resumen
Estatesisdoctoralsecentraenextenderdosdelosparadigmasdecompu-
tación distribuidas más populares en la actualidad: la computación Grid y
la computación Cloud. Se amplía el campo de la interoperabilidad de in-
fraestructuras de computación y su acceso transparente, con el objetivo de
proporcionar técnicas a la hora de construir infraestructuras accesibles por
mediodeunmodelodeComputacióncomoServicio.Sedescribeasimismoun
modelodeevaluacióndelrendimientodeinfraestructurasfederadas,aplicable
al diseño de políticas de planificación y útil a la hora de evaluar la viabili-
dad de infraestructuras Grid agregadas. En esta misma línea se proponen las
condiciones de federación de infraestructuras por medio de un metaplanifi-
cador, validándose la propuesta con experimentos en los cuales se consiguen
federacionescomplejas(jerárquicasyrecursivas)entregrandesinfraestructu-
ras de producción. Complementariamente, y acorde con la situación actual
de la computación distribuida, se hace una reflexión sobre la coexistencia
y sinergias de las tecnologías Grid y Cloud, y se presenta el diseño de una
arquitectura para el aprovisionamiento dinámico de infraestructuras Grid
sobre una capa de virtualización.
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