Ανάπτυξη πλατφόρμας μοντελοκεντρικής αρχιτεκτονικής για κατανεμημένα συστήματα

Abstract

During the last years has been a great development of new technologies that utilize more resources in the area of distributed systems. The large amount of resources available nowadays is attractive to the users of existing applications that require large amount of computational power, memory and storage area. The goal of the work presented in this thesis is to propose a platform that enables fast and easy porting of existing applications to different distributed environments. The first step of the research was to explore the capabilities of mobile agent technology via the integration of a mobile agent platform within a web server. Such a capability is very important not only for its applications, but also because of the computational power that we can obtain from the existing infrastructure of the Web. This power can be manipulated in order to help us solve more complex problems that require a handful of resources. The existing form of the project offers the basic functionalities of a mobile agent platform such as the ability to host agents that can move to a different location, search and communication interfaces and management tools. The primary component of the platform is the SOAP technology, which enables the communication of remote hosts over HTTP. Every user willing to facilitate the platform is provided with the tools to develop full-scale mobile agents that can help him with applications such as e-commerce, remote computer management, computational problems etc. The increasing hype of the Grid technology. Within the scope of this research, a Grid portal was developed. The Grid portal utilizes the resources available at the Grid in order to solve a large parametric problem of protein folding for a large amount of input data, while it supports improved communication between the users of the application by providing new internet technologies. Although these distributed systems offer tools eligible for the development of different applications, the process of porting existing applications to or between them is not easy. In order to ease the porting process, the main principles of model driven architecture and agile development were investigated. By using traditional design patterns and technologies the generation of an extensive part of the code of the final distributed application was achieved.

Η εμφάνιση νέων τεχνολογιών που αξιοποιούν ολοένα και περισσότερους πόρους στο χώρο των κατανεμημένων συστημάτων είναι ιδιαίτερα δελεαστική για εφαρμογές απαιτητικές σε υπολογιστική ισχύ, μνήμη και αποθηκευτικό χώρο. Ο σκοπός αυτής της εργασίας ήταν η δημιουργία μιας πλατφόρμας που θα επιτρέψει τη γρήγορη και εύκολη μεταφορά εφαρμογών σε διαφορετικά κατανεμημένα περιβάλλοντα. Στο πρώτο στάδιο της εργασίας αναπτύχτηκε μία πλατφόρμα κινητών πρακτόρων η οποία μπορεί να ενσωματωθεί σε εξυπηρετητές ιστού. Η πλατφόρμα αυτή προσφέρει τις βασικές λειτουργίες μιας πλατφόρμας κινητών πρακτόρων όπως η δυνατότητα φιλοξενίας αυτόνομων κινητών πρακτόρων, οι οποίοι έχουν δυνατότητα μετακίνησης, δυνατότητα αναζήτησης και επικοινωνίας των κινητών αντιπροσώπων, καθώς και ανάπτυξη εργαλείων διαχείρισης της πλατφόρμας. Πρωτεύον συστατικό της πλατφόρμας είναι η τεχνολογία SOAP, η οποία επιτρέπει την επικοινωνία ανάμεσα σε απομακρυσμένους υπολογιστές, πάνω από το πρωτόκολλο HTTP. Ο χρήστης που επιθυμεί να χρησιμοποιήσει την πλατφόρμα, έχει τη δυνατότητα να αναπτύξει ολοκληρωμένους κινητούς πράκτορες, οι οποίοι μπορούν να τον βοηθήσουν σε εφαρμογές ηλεκτρονικού εμπορίου, διαχείρισης απομακρυσμένων υπολογιστών, επίλυση κατανεμημένων προβλημάτων κλπ. Εν συνεχεία μελετήθηκε η τεχνολογία του Υπολογιστικού Πλέγματος (GRID) μέσω των υποδομών που προσφέρει το EGEE. Στα πλαίσια αυτής της έρευνας αναπτύχθηκε πρότυπη δικτυακή πλεγματική πύλη η οποία αξιοποιεί τους πόρους του Πλέγματος προκειμένου να επιλύσει ένα παραμετρικό πρόβλημα διπλώματος πρωτεϊνών για ένα μεγάλο όγκο δεδομένων, ενώ ταυτόχρονα χρησιμοποιεί μοντέρνες τεχνολογίες διαδικτύου που επιτρέπουν καλύτερη και πληρέστερη οργάνωση ομάδων χρηστών γύρω από τις εφαρμογές. Η ενασχόληση με τα δύο αυτά διαφορετικά κατανεμημένα συστήματα ανέδειξε το πρόβλημα ότι η διαδικασία μεταφοράς ήδη υπαρχουσών εφαρμογών κατανεμημένα στα συστήματα, αλλά και ανάμεσα σε διαφορετικά κατανεμημένα συστήματα είναι μια επίπονη διαδικασία, παρόλο το ότι υπάρχουν ικανά εργαλεία διαθέσιμα. Προκειμένου να διευκολυνθεί η διαδικασία μεταφοράς μελετήθηκαν οι βασικές αρχές της μοντελοκεντρικής αρχιτεκτονικής. Χρησιμοποιώντας παραδοσιακές τεχνικές σχεδιασμού λογισμικού έγινε δυνατή η δημιουργία του μεγαλύτερου μέρους του κώδικα που απαιτείται για την τελική κατανεμημένη εφαρμογή.