1Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany

Entwicklung und Evaluation einesRaytracing-Dienstes für das

Venice Service Grid

Alexander ArimondUniversity of Kaiserslautern, Germany

Email: a_arimon@informatik.uni-kl.de

- Projektarbeit -

November 2009

2Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany

Überblick

• Motivation• Grundlagen

– Grid Computing– Venice Service Grid– Globus Toolkit 4– Raytracing

• POV-Ray-Dienst• Evaluation• Zusammenfassung und Ausblick

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Motivation

• Das Rendern von 3D-Szenen mit Raytracing ist unter Umständen ein sehr aufwändiger Prozess

• Eventuell Laufzeiten von mehreren Tagen

Dieses Bild wurde mit POV-Ray in 4.5 Tagen auf einem Athlon 5600+ gerendert.

http://hof.povray.org/pebbles.html

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Motivation

• Eine Lösung bietet Grid Computing Parallelisierung des Renderns Verwendung mehrerer CPUs Beschleunigung des Gesamtprozesses

• Ziele dieser Projektarbeit: Entwicklung eines Raytracing-Dienstes für das Venice Service Grid Einbeziehung von Grid-Computing Evaluation des Dienstes hinsichtlich Performanz

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Grid Computing

• Frühere Definition von Ian Foster und Carl Kesselman:

Ein Grid ist eine Hardware- und Software-Infrastruktur, die einen zuverlässigen, konsistenten, von überall erreichbaren und preiswerten Zugriff auf die Kapazitäten von Hochleistungsrechnern ermöglicht.

(The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure, 1998)

• Hier: Nutzung externer Kapazitäten zur Beschleunigung des Renderns

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Venice Service Grid

• Von der AG ICSY entwickelt

• Leichtgewichtiges Framework zur Bereitstellung Webservice- basierter Dienste

• Ziel: einfaches Erstellen, Entwickeln, Integrieren und Benutzen von Diensten ermöglichen

• Einige Dienste:

• E-Mail

• SMS

• Notification Service

• Timekeeper

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Globus Toolkit 4

• Middleware zur Schaffung von Grid-Systemen

• Beschäftigung mit Kernpunkten verteilter Systeme:

• Sicherheit

• Zugang, Verwaltung und Finden von Ressourcen

• Verteilung von Daten

• GT4 basiert teilweise auf Web Services Technologie

• Wichtige Komponenten:

• GridFTP (Datentransfer)

• Grid Resource Allocation Management (Auftragserteilung)

• Grid Security Infrastructure (Authentifizierung)

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Raytracing

• Algorithmus zur Bildsynthese von 3D-Szenen

• Beruht auf der Rückverfolgung von Lichtstrahlen vom Augpunkt aus hin zur Lichtquelle

• Je nach Komplexität der Szene sehr aufwändig

• Kann pixelweise parallelisiert werden

• Hier wird der Raytracer POV-Ray zum Rendern verwendet

http://de.wikipedia.org/wiki/Raytracing

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POV-Ray-Dienst (Überblick)

Client

POV-Ray Service GT4 Service

Grid

GRAM

.pov rsl

E-Mail/SMSNotification

Render in Grid

Get result

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POV-Ray-Dienst (1)

Venice Grid

GT4 Service

Globus Toolkit 4

GRAMSOAP

GridFTP

POV-Ray Service

Client

SOAP

SOAP

X.509 Proxy

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POV-Ray-Dienst (2)

• Client legt fest: Eingabebeschreibung Konfigurationsdatei Sonstige benötigte Dateien (includes) Höhe und Breite des Bildes Kontaktinformationen: E-Mail und SMS

• Und für das Rendern im Grid: Anzahl der Prozesse Kontaktinformationen für Grid-Knoten Proxy-Zertifikat

Client

SOAP

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POV-Ray-Dienst (3)

• Operationen POV-Ray-Dienst: render renderInGrid getStatus getResult deleteJob

Venice

GT4 Service

POV-Ray Service

SOAP

• Operationen GT4-Dienst: copyFileToGrid copyFileFromGrid deleteFileInGrid submitJob getStatus

Notification

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POV-Ray-Dienst (4)

• Über GridFTP findet der Dateitransfer statt• GRAM nimmt Aufträge entgegen• Authentifizierung über Proxy-Zertifikate

Grid

Globus Toolkit 4

GRAMSOAP

GridFTP

X.509 Proxy

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Evaluation

15Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany

Zusammenfassung und Ausblick

• POV-Ray-Dienst als vertikaler Dienst ermöglicht das Rendern von 3D-Szenen

• GT4-Dienst als horizontaler Dienst ermöglicht den Zugriff auf externe Grid-Ressourcen

• Der Vorgang des Renderns kann durch externe Grid-Ressourcen beschleunigt werden

• Erweiterungen:• Animationen ermöglichen (POV-Ray-Dienst)• Monitoring and Diagnostics Services (GT4-Dienst)• Authentifizierung mit MyProxy (GT4-Dienst)

16Alexander Arimond, University of Kaiserslautern, Germany

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

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