Грид что это такое
Грид что это такое
Грид-вычисления (англ. grid — решётка, сеть) — это форма распределённых вычислений, в которой «виртуальный суперкомпьютер» представлен в виде кластеров соединённых с помощью сети, слабосвязанных, гетерогенных компьютеров, работающих вместе для выполнения огромного количества заданий (операций, работ). Эта технология применяется для решения научных, математических задач, требующих значительных вычислительных ресурсов. Грид-вычисления используются также в коммерческой инфраструктуре для решения таких трудоёмких задач, как экономическое прогнозирование, сейсмоанализ, разработка и изучение свойств новых лекарств.
Грид с точки зрения сетевой организации представляет собой согласованную, открытую и стандартизованную среду, которая обеспечивает гибкое, безопасное, скоординированное разделение вычислительных ресурсов и ресурсов хранения [1] информации, которые являются частью этой среды, в рамках одной виртуальной организации. [2]
Содержание
Концепция грид
Грид является географически распределённой инфраструктурой, объединяющей множество ресурсов разных типов (процессоры, долговременная и оперативная память, хранилища и базы данных, сети), доступ к которым пользователь может получить из любой точки, независимо от места их расположения. [3]
Идея грид-компьютинга возникла вместе с распространением персональных компьютеров, развитием интернета и технологий пакетной передачи данных на основе оптического волокна (SONET, SDH и ATM), а также технологий локальных сетей (Gigabit Ethernet). Полоса пропускания коммуникационных средств стала достаточной, чтобы при необходимости привлечь ресурсы другого компьютера. Учитывая, что множество подключенных к глобальной сети компьютеров большую часть рабочего времени простаивает и располагает ресурсами, большими, чем необходимо для решения их повседневных задач, возникает возможность применить их неиспользуемые ресурсы в другом месте.
Сравнение грид-систем и обычных суперкомпьютеров
Распределённые или грид-вычисления в целом являются разновидностью параллельных вычислений, которое основывается на обычных компьютерах (со стандартными процессорами, устройствами хранения данных, блоками питания и т. д.) подключенных к сети (локальной или глобальной) при помощи обычных протоколов, например Ethernet. В то время как обычный суперкомпьютер содержит множество процессоров, подключенных к локальной высокоскоростной шине.
Основным преимуществом распределённых вычислений является то, что отдельная ячейка вычислительной системы может быть приобретена как обычный неспециализированный компьютер. Таким образом можно получить практически те же вычислительные мощности, что и на обычных суперкомпьютерах, но с гораздо меньшей стоимостью.
Типы грид-систем
В настоящее время выделяют три основных типа грид-систем:
История
Термин «грид-вычисления» появился в начале 1990-х годов, как метафора, демонстрирующая возможность простого доступа к вычислительным ресурсам как и к электрической сети (англ. power grid ) в сборнике под редакцией Яна Фостера и Карла Кессельмана «The Grid: Blueprint for a new computing infrastructure».
Использование свободного времени процессоров и добровольного компьютинга стало популярным в конце 1990-х годов после запуска проектов добровольных вычислений GIMPS в 1996 году, distributed.net в 1997 году и SETI@home в 1999 году. Эти первые проекты добровольного компьютинга использовали мощности подсоединённых к сети компьютеров обычных пользователей для решения исследовательских задач, требующих больших вычислительных мощностей.
Идеи грид-системы (включая идеи из областей распределённых вычислений, объектно-ориентированного программирования, использования компьютерных кластеров, веб-сервисов и др.) были собраны и объединены Иэном Фостером, Карлом Кессельманом и Стивом Тики, которых часто называют отцами грид-технологии. [1] Они начали создание набора инструментов для грид-компьютинга Globus Toolkit, который включает не только инструменты менеджмента вычислений, но и инструменты управления ресурсами хранения данных, обеспечения безопасности доступа к данным и к самому гриду, мониторинга использования и передвижения данных, а также инструментарий для разработки дополнительных грид-сервисов. В настоящее время этот набор инструментария является де факто стандартом для построения инфраструктуры на базе технологии грид, хотя на рынке существует множество других инструментариев для грид-систем как в масштабе предприятия, так и в глобальном.
Грид-технология применяется для моделирования и обработки данных в экспериментах на Большом адронном коллайдере (грид используется и в других задачах с интенсивными вычислениями). На платформе BOINC в настоящее время ведутся активные вычисления более 60 проектов. Например, проект Fusion (юг Франции, разработка метода получения электричества с помощью термоядерного синтеза на экспериментальном реакторе ITER) также использует грид (EDGeS@Home). Под названием CLOUD начат проект коммерциализации грид-технологий, в рамках которого небольшие компании, институты, нуждающиеся в вычислительных ресурсах, но не могут себе позволить по тем или иным причинам иметь свой суперкомпьютерный центр, могут покупать вычислительное время грида. [4]
Структура грид-cистемы ЦЕРНа
Грид-cистема ЦЕРНа, предназначенная для обработки данных, получаемых с Большого адронного коллайдера, имеет иерархическую структуру. [4]
Самая верхняя точка иерархии, нулевой уровень — CERN (получение информации с детекторов, сбор «сырых» научных данных, которые будут храниться до конца работы эксперимента). За первый год работы планируется собрать до 15 петабайт (тысяч терабайт) данных первой копии.
Первый уровень, Tier1 — хранение второй копии этих данных в других уголках мира (11 центров: в Италии, Франции, Великобритании, США, на Тайване, а один центр первого уровня — CMS Tier1 — в ЦЕРНе). Центры обладают значительными ресурсами для хранения данных.
Tier2 — следующие в иерархии, многочисленные центры второго уровня. Наличие крупных ресурсов для хранения данных не обязательно; обладают хорошими вычислительными ресурсами. Российские центры: в Дубне (ОИЯИ), три центра в Москве (НИИЯФ МГУ, ФИАН, ИТЭФ), Троицке (ИЯИ), Протвино (ИФВЭ), Санкт-Петербурге (СПбГУ) [5] и Гатчине (ПИЯФ). Кроме того, в единую сеть с этими центрами связаны и центры других стран-участниц ОИЯИ — в Харькове, Минске, Ереване, Софии, Баку и Тбилиси.
Более 85 % всех вычислительных задач Большого адронного коллайдера по состоянию на 2010 год выполнялось вне ЦЕРНа, из них более 50 % на центрах второго уровня. [4]
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
Грид-система
Содержание
Задача «Грид»
История
Типы GRID-систем
В настоящий время выделяют три основных типа GRID-систем:
Пример использования грид-систем
Пусть есть ученый, которого попросили проверить чью-то новые полученные данные. Он начинает необходимые вычисления на удаленном сервере С. Начав исполняться, процесс на сервере С понимает, что ему необходима симуляция. Для этого он обращается к посреднику (на сервере D). Тот инициирует вычисления на серверах E и G, которые для получения необходимых параметров обращаются к серверу F. Данный пример иллюстрирует следующие важные характеристики грид-систем. Множество пользователей, как и набор ресурсов может быть большим и динамически меняться. Участники научного сообщества могут быть из разных организаций и меняться довольно часто, ресурсы могут изменять свои свойства. Вычисления могут охватывать разное число ресурсов в течение своего исполнения. Процессы исполнения могут общаться друг с другом, используя множество различных механизмов. Ресурсы могут потребовать разные механизмы аутентификации и авторизации и разных политик. Так в примере показаны следующие политики контроля доступа: Kerberos(сервер С), SSL(сервер D), обычные пароли. Также один и тот же пользователь может быть представлен на разных серверах разными именами, правами и учетными данным.
Требования к безопасности в грид
Таким образом можно выставить следующие требования к системе безопасности в грид-системах:
Далее можно выделить основные свойства решений по безопасности в трех продуктах. Эти продукты: Globus, Legion, CRISIS для WebOS.
Globus Toolkit
Его решение подразумевает, что грид-система огромная и динамическая, включает в себя множество меняющихся во времени «областей доверия». Решение динамического выставления областей доверия и динамического создания сущностей основана на идее выдачи сертификатов. То есть безопасность в Globus Toolkit включает в себя криптосистему на открытых ключах. Выдача прав связана с проверкой сертификатов. И для того, чтобы доверять предъявителю сертификата, нужно доверять лишь центру выдачи сертификатов(certificate authority CA). [Источник 2]
Полное визуальное руководство/шпаргалка по CSS Grid
Сегодня мы с вами рассмотрим свойства CSS Grid (далее также — Грид), позволяющие создавать адаптивные или отзывчивые макеты веб-страниц. Я постараюсь кратко, но полно объяснить, как работает каждое свойство.
Грид — это макет для сайта (его схема, проект).
Грид-модель позволяет размещать контент сайта (располагать его определенным образом, позиционировать). Она позволяет создавать структуры, необходимые для обеспечения отзывчивости сайтов на различных устройствах. Это означает, что сайт будет одинаково хорошо смотреться на компьютере, телефоне и планшете.
Вот простой пример макета сайта, созданного с помощью Грида.
Компьютер
Телефон
Архитектура CSS Grid
Как же Грид работает? Элементы Грида (grid items) располагаются вдоль главной или основной (main) и поперечной (cross) оси (axis). При помощи различных свойств мы можем манипулировать элементами для создания макетов.
К слову, если вас интересует Флекс, вот соответствующая статья.
Схема CSS Grid
Схема содержит все возможные свойства, предоставляемые Гридом. Эти свойства делятся на:
Обратите внимание: красным цветом отмечены сокращения для свойств:
К концу настоящей статьи у вас будет полное понимание того, как работает каждое из них.
Настройка проекта
Или вы можете просто открыть Codepen (или любую другую песочницу) и начать писать код.
CSS Grid понятно для всех
Что такое Grid?
Grid представляет собой пересекающийся набор горизонтальных и вертикальных линий — один набор определяет столбцы, а другой строки. Элементы могут быть помещены в сетку, соответственно строкам и столбцам.
Поддержка браузерами
В 2020 году поддержка браузерами достигает 94 %
Grid контейнер
Мы создаем grid контейнер, объявляя display: grid или display: inline-grid на элементе. Как только мы это сделаем, все прямые дети этого элемента станут элементами сетки.
grid-template-rows — это CSS свойство, которое определяет названия линий и путь размера функции grid rows.
CSS свойство grid-row определяет с какой строки в макете сетки будет начинаться элемент, сколько строк будет занимать элемент, или на какой строке завершится элемент в макете сетки. Является сокращенным свойством для свойств grid-row-start и grid-row-end.
Свойство grid-template-areas определяет шаблон сетки ссылаясь на имена областей, которые заданы с помощью свойства grid-area.
Повторение названия области приводит к тому, что содержимое охватывает эти ячейки. Точка означает пустую ячейку. Сам синтаксис предоставляет визуализацию структуры сетки.
С помощью свойства grid-area мы можем назначить каждой из этих областей свое собственное имя. Именование областей еще не создает никакого макета, однако теперь у нас есть именованные области, которые мы можем в нем использовать.
Создаем шаблон сайта с CSS Grid:
Изменяем шаблон
Таким образом, если мы сменим на это:
То в результате получим такой шаблон:
Гриды с медиа запросами
Одной из сильных сторон гридов является то, что вы можете создать уже совершенно другой шаблон за секунды.
Это делает CSS Grid идеальным для медиа запросов. Мы можем просто переназначить значения в ASCII-графике и обернуть результат в конечный медиа запрос.
В результате получим:
Заключение
В данной статье мы рассмотрели всего лишь верхушку CSS Grid Layout айсберга. Иногда сложно поверить своим глазам какие штуки удается сделать при помощи CSS Grid. Это разрыв всех шаблонов. И мне это нравится.
Я вам советую обратить внимание на данную спецификацию и потратить немного своего времени на ее изучение. Поверьте, в будущем вам это точно пригодится и не важно, пишете вы на React, Angular, Vue (вставьте свое). Grid’ы пришли надолго.
Когда использовать флексы, а когда гриды
Сеткой или раскладкой обычно называют взаимное расположение крупных визуальных блоков на странице.
Можно мысленно разделить макет на не пересекающиеся друг с другом прямоугольники. Сначала вы получите самые крупные области, потом эти крупные области можно разделить на области поменьше, и так далее до мельчайших прямоугольников, которые выделяют отдельные слова или элементы страницы. Вся страница будет выглядеть как набор вложенных в друг друга прямоугольников, от самых крупных до самых мелких.
Сетка страницы от крупных до мелких прямоугольников
История
Не все верстальщики учились строить сетки веб-интерфейсов сразу на гридах. Некоторые начали верстать тогда, когда специальных инструментов для построения сеток ещё не было и приходилось использовать таблицы или флоаты, хотя их придумали для изъятия элементов из потока. Но когда в 2006 году появилась технология, предназначенная именно для построения сеток, — CSS Flex Layout (флексы) — таблицы и флоаты с этой целью постепенно перестали применять.
На тот момент выбор верстальщиков в пользу флексов был очевиден. Но с появлением в 2011 году ещё одного инструмента — CSS Grid Layout (гридов) — развернулся спор, который до сих пор продолжается. Верстальщики разделились на две категории: одни — за флексы, вторые — за гриды. И те, и другие пытаются обосновать свою позицию и убедить коллег в том, что правы именно они.
Сходства и различия
Масло в огонь подливает то, что гридами и флексами можно решать одни и те же задачи. Например, сделать стики-футер (когда подвал сайта прилипает к нижней части экрана), случайное количество карточек товара или каркас всей страницы.
Одно из преимуществ гридов — зазоры между линиями (gap), но и они перешли уже в общую спецификацию. Теперь gap можно использовать во флексах, что ещё больше добавляет путаницу в выборе CSS-свойства.
Но тем не менее между флексами и гридами есть значимые различия.
Флексы — одномерные. Это значит, что управлять расположением в рядах нельзя.
Пример сетки на флексах
Гриды же двухмерные. То есть можно передвигать элементы между строками и рядами.
Пример сетки на гридах
Например, если верстальщик хочет расположить логотип, навигацию и номер телефона в шапке, то проще будет использовать флексы. Именно проще: гриды тоже могут решить эту задачу, но флексы справятся с ней гораздо быстрее.
Если взять целый сайт, с шапкой, контентной частью и подвалом, то здесь речь будет идти уже о двухмерности интерфейса. И хотя флексами сайт тоже можно сверстать, гриды сделают это эффективнее и надёжнее.
Таким образом, гриды в основном используются для построения сетки всего интерфейса. Флексы же — для расположения элементов внутри сетки.
Гриды — для каркаса сайта, флексы — для контента.
Мы рекомендуем придерживаться именно такого порядка. А по мере работы с этими двумя свойствами вы и сами начнёте чувствовать, в каких случаях та или иная технология подходит больше.
Чтобы быстрее это понять, можно потренироваться на навыках «Построение сеток на флексах» и «Построение сеток на гридах». Навыки покажут все различия между способами построения сеток, помогут отработать оба и уложить это в голове.