Cyberinfrastructure, Science Gateways, Campus Bridging, and Cloud Computing

Computers accelerate our ability to achieve scientific breakthroughs. As technology evolves and new research needs come to light, the role for cyberinfrastructure as “knowledge” infrastructure continues to expand. This article defines and discusses cyberinfrastructure and the related topics of science gateways and campus bridging; identifies future challenges in cyberinfrastructure; and discusses challenges and opportunities related to the evolution of cyberinfrastructure, “big data” (datacentric, data-enabled, and data-intensive research and data analytics), and cloud computing.This material is based upon work supported by the National Science Foundation under grants 0504075, 0451237, 0723054, 1062432, 0116050, 0521433, 0503697, and 1053575, and several IBM Shared University Research grants and support provided by Lilly Endowment, Inc. for the Indiana University Pervasive Technology Institute. Any opinions, findings and conclusions or recommendations expressed herein are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the supporting agencies

Analysis of current middleware used in peer-to-peer and grid implementations for enhancement by catallactic mechanisms

This deliverable describes the work done in task 3.1, Middleware analysis: Analysis of current middleware used in peer-to-peer and grid implementations for enhancement by catallactic mechanisms from work package 3, Middleware Implementation. The document is divided in four parts: The introduction with application scenarios and middleware requirements, Catnets middleware architecture, evaluation of existing middleware toolkits, and conclusions. -- Die Arbeit definiert Anforderungen an Grid und Peer-to-Peer Middleware Architekturen und analysiert diese auf ihre Eignung für die prototypische Umsetzung der Katallaxie. Eine Middleware-Architektur für die Umsetzung der Katallaxie in Application Layer Netzwerken wird vorgestellt.Grid Computing

Grid Data Management: Open Problems and New Issues

International audienceInitially developed for the scientific community, Grid computing is now gaining much interest in important areas such as enterprise information systems. This makes data management critical since the techniques must scale up while addressing the autonomy, dynamicity and heterogeneity of the data sources. In this paper, we discuss the main open problems and new issues related to Grid data management. We first recall the main principles behind data management in distributed systems and the basic techniques. Then we make precise the requirements for Grid data management. Finally, we introduce the main techniques needed to address these requirements. This implies revisiting distributed database techniques in major ways, in particular, using P2P techniques

Beyond The Cloud, How Should Next Generation Utility Computing Infrastructures Be Designed?

To accommodate the ever-increasing demand for Utility Computing (UC) resources, while taking into account both energy and economical issues, the current trend consists in building larger and larger data centers in a few strategic locations. Although such an approach enables to cope with the actual demand while continuing to operate UC resources through centralized software system, it is far from delivering sustainable and efficient UC infrastructures. We claim that a disruptive change in UC infrastructures is required: UC resources should be managed differently, considering locality as a primary concern. We propose to leverage any facilities available through the Internet in order to deliver widely distributed UC platforms that can better match the geographical dispersal of users as well as the unending demand. Critical to the emergence of such locality-based UC (LUC) platforms is the availability of appropriate operating mechanisms. In this paper, we advocate the implementation of a unified system driving the use of resources at an unprecedented scale by turning a complex and diverse infrastructure into a collection of abstracted computing facilities that is both easy to operate and reliable. By deploying and using such a LUC Operating System on backbones, our ultimate vision is to make possible to host/operate a large part of the Internet by its internal structure itself: A scalable and nearly infinite set of resources delivered by any computing facilities forming the Internet, starting from the larger hubs operated by ISPs, government and academic institutions to any idle resources that may be provided by end-users. Unlike previous researches on distributed operating systems, we propose to consider virtual machines (VMs) instead of processes as the basic element. System virtualization offers several capabilities that increase the flexibility of resources management, allowing to investigate novel decentralized schemes.Afin de supporter la demande croissante de calcul utilitaire (UC) tout en prenant en compte les aspects énergétique et financier, la tendance actuelle consiste à construire des centres de données (ou centrales numériques) de plus en plus grands dans un nombre limité de lieux stratégiques. Cette approche permet sans aucun doute de satisfaire la demande tout en conservant une approche centralisée de la gestion de ces ressources mais elle reste loin de pouvoir fournir des infrastructures de calcul utilitaire efficaces et durables. Après avoir indiqué pourquoi cette tendance n'est pas appropriée, nous proposons au travers de ce rapport, une proposition radicalement différente. De notre point de vue, les ressources de calcul utilitaire doivent être gérées de manière à pouvoir prendre en compte la localité des demandes dès le départ. Pour ce faire, nous proposons de tirer parti de tous les équipements disponibles sur l'Internet afin de fournir des infrastructures de calcul utilitaire qui permettront de part leur distribution de prendre en compte plus efficacement la dispersion géographique des utilisateurs et leur demande toujours croissante. Un des aspects critique pour l'émergence de telles plates-formes de calcul utilitaire ''local'' (LUC) est la disponibilité de mécanismes de gestion appropriés. Dans la deuxième partie de ce document, nous défendons la mise en oeuvre d'un système unifié gérant l'utilisation des ressources à une échelle sans précédent en transformant une infrastructure complexe et hétérogène en une collection d'équipements virtualisés qui seront à la fois plus simples à gérer et plus sûrs. En déployant un système de type LUC sur les coeurs de réseau, notre vision ultime est de rendre possible l'hébergement et la gestion de l'Internet sur sa propre infrastructure interne: un ensemble de ressources extensible et quasiment infini fourni par n'importe quel équipement constituant l'Internet, partant des gros noeud réseaux gérés par les ISPs, les gouvernements et les institutions acadèmiques jusqu'à n'importe quelle ressource inactive fournie par les utilisateurs finaux. Contrairement aux approches précédentes appliquées aux systèmes distribués, nous proposons de considérer les machines virtuelles comme la granularité élémentaire du système (à la place des processus). La virtualisation système offre plusieurs fonctionnalités qui améliorent la flexibilité de la gestion de ressources, permettant l'étude de nouveaux schémas de décentralisation