Extending the Globus Information Service with the Common Information Model

This is a post-peer-review, pre-copyedit version. The final authenticated version is available online at: http://dx.doi.org/10.1109/ISPA.2011.62[Abstract] The need of task-adapted and complete information for the management of resources is a well known issue in Grid computing. Globus Toolkit 4 (GT4) includes the Monitoring and Discovery System component (MDS4) to carry out resource management. The Common Information Model (CIM) provides a standard conceptual view of the managed environment. This work improves the MDS4 functionality through the use of CIM, with the aim of providing a unified, standard representation of the Grid resources. Since a practical CIM model may contain a large volume of information, a new Index Service that represents the CIM information through Java instances is presented. In addition, a solution that keeps data in persistent storage has also been implemented. The evaluation of the proposed solutions achieves encouraging results, with an important reduction in memory consumption, a good scalability when the number of instances increases, and with a reasonable response time.Ministerio de Ciencia e Innovación; TIN2007-67537-C03Ministerio de Ciencia e Innovación; TIN2010-1637

Enabling quantitative data analysis through e-infrastructures

This paper discusses how quantitative data analysis in the social sciences can engage with and exploit an e-Infrastructure. We highlight how a number of activities which are central to quantitative data analysis, referred to as ‘data management’, can benefit from e-infrastructure support. We conclude by discussing how these issues are relevant to the DAMES (Data Management through e-Social Science) research Node, an ongoing project that aims to develop e-Infrastructural resources for quantitative data analysis in the social sciences

An ActOn-based Semantic Information Service for EGEE

We describe a semantic information service that aggregates metadata from a large number of information sources of a large-scale Grid infrastructure. It uses an ontology-based information integration architecture (ActOn) suitable for the highly dynamic distributed information sources available in Grid systems, where information changes frequently and where the information of distributed sources has to be aggregated in order to solve complex queries. These two challenges are addressed by a Metadata Cache that works with an update-on-demand policy and by an information source selection module that selects the most suitable source at a given point in time. We have evaluated the quality of this information service, and compared it with other similar services from the EGEE production testbed, with promising results

Enhancing Privacy and Authorization Control Scalability in the Grid through Ontologies

© 2009 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works.The use of data Grids for sharing relevant data has proven to be successful in many research disciplines. However, the use of these environments when personal data are involved (such as in health) is reduced due to its lack of trust. There are many approaches that provide encrypted storages and key shares to prevent the access from unauthorized users. However, these approaches are additional layers that should be managed along with the authorization policies. We present in this paper a privacy-enhancing technique that uses encryption and relates to the structure of the data and their organizations, providing a natural way to propagate authorization and also a framework that fits with many use cases. The paper describes the architecture and processes, and also shows results obtained in a medical imaging platform.Manuscript received November 19, 2007; revised July 27, 2008. First published August 4,2008; cur-rent version published January 4,2009. This work was supported in part by the Spanish Ministry of Education and Science to develop the project "ngGrid-New Generation Components for the Efficient Exploitation of eScience Infrastructures," under Grant TIN2006-12860 and in part by the Structural Funds of the European Regional Development Fund (ERDF).Blanquer Espert, I.; Hernández García, V.; Segrelles Quilis, JD.; Torres Serrano, E. (2009). Enhancing Privacy and Authorization Control Scalability in the Grid through Ontologies. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine. 13(1):16-24. https://doi.org/10.1109/TITB.2008.2003369S162413

Diseño y desarrollo de una arquitectura software genérica orientada a servicios para la construcción de un middleware grid orientado a la gestión y proceso seguro de información en formato DICOM sobre un marco ontológico

Una de las áreas que más se ha beneficiado del soporte digital es la imagen médica, reforzada por la aparición del estándar Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM), evolucionado a lo largo de los años para soportar no sólo imágenes médicas sino otros tipos de información médica como videos, señales e incluso informes estructurados (DICOM-SR). Con la aparición de DICOM, se ha conseguido la integración de dispositivos de adquisición, visualización, impresión y almacenamiento de imágenes médicas de diferentes fabricantes, al ser este un estándar utilizado por todas las compañias proveedoras. En la actualidad, los sistemas que trabajan con imagen médica digital, como PACS, RIS y HIS permiten integrar los datos a nivel departamental y hospitalario, existiendo soluciones comerciales muy efectivas. En estos sistemas, la seguridad de usuarios y datos se gestiona en un único dominio administrativo restringido. A consecuencia de su uso en producción en la práctica clínica, existe en la actualidad una gran cantidad de información en formato DICOM cuya utilización se restringe generalmente al tratamiento de los pacientes individuales. Sin embargo, la investigación médica requiere consolidar información multicéntrica para la extracción de patrones y la validación de técnicas y diagnósticos, realizándose esta actividad de forma manual y sin herramientas especiales. En la presente tesis se plantea como objetivo general la definición de una Arquitectura Orientada a Servicios (SOA) y la implementación de un Middleware Grid basado en esta arquitectura, cuya principal función será la gestión, integración y proceso de información en formato DICOM almacenada de forma distribuida en diferentes dominios administrativos, de forma segura y estructurada semánticamente mediante la definición de ontologías médicas basadas en el informe estructurado y los estudios DICOM. Este middleware, proporciona a los desarrolladores un interfaz de alto nivel orientado a objetos que permite aumentar la productividad en el desarrollo de aplicaciones en diferentes ámbitos médicos. Las aportaciones más destacables de esta tesis son las siguientes: " Diseño de una Arquitectura Grid de propósito general para virtualizar el almacenamiento distribuido y proceso de datos en formato DICOM, basada en Web Services Resorce Framework (WSRF), frente a otras arquitecturas existentes que no utilizan estándares. " Desarrollo de un modelo para la indexación y estructuración de datos DICOM basado en ontologías médicas obtenidas a partir de informes radiológicos, frente a los modelos convencionales basados en nombres identificadores y metadata básica. " Diseño e implementación de un sistema de autorización que estructura los permisos de los miembros de las organizaciones virtuales a partir de ontologías médicas. " Implementación de una plataforma y de los objetos de alto nivel necesarios, junto con diversas aplicaciones para la asistencia en la investigación en Diagnóstico por Imagen.Segrelles Quilis, JD. (2008). Diseño y desarrollo de una arquitectura software genérica orientada a servicios para la construcción de un middleware grid orientado a la gestión y proceso seguro de información en formato DICOM sobre un marco ontológico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1973Palanci

An appraisal of secure, wireless grid-enabled data warehousing

In most research, appropriate collections of data play a significant role in aiding decision-making processes. This is more critical if the data is being accessed across organisational barriers. Further, for the data to be mined and analysed efficiently, to aid decision-making processes, it must be harnessed in a suitably-structured fashion. There is, for example, a need to perform diverse data analyses and interpretation of structured (non-personal) HIV/AIDS patient-data from various quarters in South Africa. Although this data does exist, to some extent, it is autonomously owned and stored in disparate data storages, and not readily available to all interested parties. In order to put this data to meaningful use, it is imperative to integrate and store this data in a manner in which it can be better utilized by all those involved in the ontological field. This implies integration of (and hence, interoperability), and appropriate accessibility to, the information systems of the autonomous organizations providing data and data-processing. This is a typical problem-scenario for a Virtual Inter-Organisational Information System (VIOIS), proposed in this study. The VIOIS envisaged is a hypothetical, secure, Wireless Grid-enabled Data Warehouse (WGDW) that enables IOIS interaction, such as the storage and processing of HIV/AIDS patient-data to be utilized for HIV/AIDS-specific research. The proposed WDGW offers a methodical approach for arriving at such a collaborative (HIV/AIDS research) integrated system. The proposed WDGW is virtual community that consists mainly of data-providers, service-providers and information-consumers. The WGDW-basis resulted from systematic literaturesurvey that covered a variety of technologies and standards that support datastorage, data-management, computation and connectivity between virtual community members in Grid computing contexts. A Grid computing paradigm is proposed for data-storage, data management and computation in the WGDW. Informational or analytical processing will be enabled through data warehousing while connectivity will be attained wirelessly (for addressing the paucity of connectivity infrastructure in rural parts of developing countries, like South Africa)

An appraisal of secure, wireless grid-enabled data warehousing

In most research, appropriate collections of data play a significant role in aiding decision-making processes. This is more critical if the data is being accessed across organisational barriers. Further, for the data to be mined and analysed efficiently, to aid decision-making processes, it must be harnessed in a suitably-structured fashion. There is, for example, a need to perform diverse data analyses and interpretation of structured (non-personal) HIV/AIDS patient-data from various quarters in South Africa. Although this data does exist, to some extent, it is autonomously owned and stored in disparate data storages, and not readily available to all interested parties. In order to put this data to meaningful use, it is imperative to integrate and store this data in a manner in which it can be better utilized by all those involved in the ontological field. This implies integration of (and hence, interoperability), and appropriate accessibility to, the information systems of the autonomous organizations providing data and data-processing. This is a typical problem-scenario for a Virtual Inter-Organisational Information System (VIOIS), proposed in this study. The VIOIS envisaged is a hypothetical, secure, Wireless Grid-enabled Data Warehouse (WGDW) that enables IOIS interaction, such as the storage and processing of HIV/AIDS patient-data to be utilized for HIV/AIDS-specific research. The proposed WDGW offers a methodical approach for arriving at such a collaborative (HIV/AIDS research) integrated system. The proposed WDGW is virtual community that consists mainly of data-providers, service-providers and information-consumers. The WGDW-basis resulted from systematic literaturesurvey that covered a variety of technologies and standards that support datastorage, data-management, computation and connectivity between virtual community members in Grid computing contexts. A Grid computing paradigm is proposed for data-storage, data management and computation in the WGDW. Informational or analytical processing will be enabled through data warehousing while connectivity will be attained wirelessly (for addressing the paucity of connectivity infrastructure in rural parts of developing countries, like South Africa)

The AdCIM framework : extraction, integration and persistence of the configuration of distributed systems

[Resumen] Este resumen se compone de una introducción, que explica el enfoque y contexto de la Tesis, seguida de una sección sobre su organización en partes y capítulos. Después, sigue una enumeración de las contribuciones recogidas en ella, para finalizar con las conclusiones y trabajo futuro. Introducción Los administradores de sistemas tienen que trabajar con la gran diversidad de hardware y software existente en las organizaciones actuales. Desde el punto de vista del administrador, las infraestructuras homogéneas son mucho más sencillas de administrar y por ello más deseables. Pero, aparte de la dificultad intrínseca de mantener esa homogeneidad a la vez que progresa la tecnología y las consecuencias de estar atado a un proveedor fijo, la propia homogeneidad tiene riesgos; por ejemplo, las instalaciones en monocultivo son más vulnerables contra virus y troyanos, y hacerlas seguras requiere la introducción de diferencias aleatorias en llamadas al sistema que introduzcan diversidad artificial, una medida que puede provocar inestabilidad (ver Birman y Schneider. Esto hace la heterogeneidad en sí casi inevitable, y una característica de los sistemas reales difícil de obviar. Pero de hecho conlleva más complejidad. En muchas instalaciones, la mezcla de Windows y derivados de Unix es usual, ya sea en combinación o divididos claramente en clientes y servidores. Las tareas de administración en ambos sistemas son diferentes debido a las diferencias en ecosistema y modo de conceptualizar los sistemas informáticos acaecidas tras años de divergencia en interfaces, sistemas de configuración, comandos y abstracciones. A lo largo del tiempo ha habido muchos intentos de cerrar esa brecha, y algunos lo hacen emulando o versionando las herramientas Unix, probadas a lo largo de muchos años. Por ejemplo, la solución de Microsoft, Windows Services for Unix permite el uso de NIS, el Network File System (NFS), Perl, y el shell Korn en Windows, pero no los integra realmente en Windows, ya que está más orientado a la migración de aplicaciones. Cygwin soporta más herramientas, como Bash y las Autotools de GNU, pero se centra en la traslación directa a Windows de programas Unix basados en POSIX usando gcc. Outwit es un port muy interesante del conjunto de herramientas Unix que integra los pipelines de Unix en Windows y permite acceder al Registro, los drivers ODBC y al portapapeles desde los shells de Unix, pero los scripts desarrollados para este sistema no son usables directamente en sistemas Unix. Por lo tanto, la separación sigue a pesar de dichos intentos. En esta Tesis presentamos un framework, denominado AdCIM, para la administración de la configuración de sistemas heterogéneos. Como tal, su objetivo es integrar y uniformizar la administración de estos sistemas abstrayendo sus diferencias, pero al mismo tiempo ser flexible y fácil de adaptar para soportar nuevos sistemas rápidamente. Para lograr dichos objetivos la arquitectura de AdCIM sigue el paradigma de orientación a modelo, que propone el diseño de aplicaciones a partir de un modelo inicial, que es transformado en diversos ''artefactos'', como código, documentación, esquemas de base de datos, etc. que formarían la aplicación. En el caso de AdCIM, el modelo es CIM, y las transformaciones se efectúan utilizando el lenguaje declarativo XSLT, que es capaz de expresar transformaciones sobre datos XML. AdCIM realiza todas sus transformaciones con XSLT, excepto la conversión inicial de ficheros de texto plano a XML, hecha con un párser especial de texto a XML. Los programas XSLT, también denominados stylesheets, enlazan y transforman partes específicas del árbol XML de entrada, y soportan ejecución recursiva, formando un modelo de programación declarativo-funcional con gran potencia expresiva. El modelo elegido para representar los dominios de administración cubiertos por el framework es CIM (Common Information Model), un modelo estándar, extensible y orientado a objetos creado por la Distributed Management Task Force (DMTF). Usando esquemas del modelo CIM, los múltiples y distintos formatos de configuración y datos de administración son traducidos por la infraestructura de AdCIM en instancias CIM. Los esquemas CIM también sirven como base para generar formularios web y otros esquemas específicos para validación y persistencia de los datos. El desarrollo de AdCIM como un framework orientado al modelo evolucionó a partir de nuestro trabajo previo, que extraía datos de configuración y los almacenaba en un repositorio LDAP utilizando scripts Perl. En sucesivos trabajos se empezó a trabajar con la orientación a modelo y se demostró la naturaleza adaptativa de este framework, mediante adaptaciones a entornos Grid y a Wireless Mesh Networks. El enfoque e implementación de este framework son novedosos, y usa algunas tecnologías definidas como estándares por organizaciones internacionales como la IETF, la DMTF, y la W3C. Vemos el uso de dichas tecnologías como una ventaja en vez de una limitación en las posibilidades del framework. Su uso añade generalidad y aplicabilidad al framework, sobre todo comparado con soluciones ad-hoc o de propósito muy específico. A pesar de esta flexibilidad, hemos intentado en todo lo posible definir y concretar todos los aspectos de implementación, definir prácticas de uso adecuadas y evaluar el impacto en el rendimiento y escalabilidad del framework de la elección de las distintas tecnologías estándar