SZTAKI - Department of Distributed Systems

Az applikáció fejlesztés módszertana az elmúlt években a monolitikus rendszerek felől egyre inkább a middleware alapú elosztott architektúrák (pl. GRID) irányába mozdult el. Az ilyen elosztott rendszerekhez nélkülözhetetlen egy olyan kifinomult rendszerfelügyeleti háttér, amely kellő információt nyújt a rendszer egészéről, a hardwaretől a hálózati egységeken át egészen az alkalmazások szintjéig. A GeneSyS európai úniós támogatással indult IST projekt (IST-2001-34162) célja egy az eloszott alkalmazások felügyeletét és menedzsmentjét lehetővé tevő nyílt forráskódú rendszer specifikálása és kifejlesztése.

Motivációk

A GeneSyS (Generic Systems Supervision) projekt 2002 márciusában indult azzal a céllal, hogy a résztvevők elosztott rendszerek számára egy új felügyeleti és menedzsment middlewaret tervezzenek és valósítsanak meg. A rendszer specifikálásán és kifejlesztésén túl a GeneSyS konzorcium résztvevői azt is célul tűzték ki, hogy az elkészült rendszer minél szélesebb körben elterjedjen, és lehetőség szerint kvázi szabvánnyá váljon a Web Services alapú rendszerfelügyeleti alkalmazások területén.

Egy GeneSyS jellegű rendszer kifejlesztésének szükségességét igazolja az eloszott alkalmazások egyre szélesebb körű elterjedése és elfogadottsága. Az elosztott renndszerek megvalósításában egyre inkább teret nyerő Web Services megoldások (SOAP, XML, stb.) a "nagy játékosok" (Microsoft, IBM, Oracle, stb.) színre lépésével még tovább fokozzák az érdeklődést az ilyen rendszerek iránt. Ahhoz, hogy az ilyen elosztott rendszerek rendszerfelügyeleti igényeit minél több oldalról megvizsgálhassuk és többféle szempont érvényesítése útján készüljön el a tervezett rendszer, a GeneSyS konzorcium különböző akadémiai és ipari partnerek bevonásával állt össze. A konzorcium partnerei:

• EADS Space Transportation (Franciaország). Az EADS a projekt elindítója. Az EADS az európai űrtechnológia egyik meghatározó szereplője, az Arian rakéták gyártója és vezető katonai beszállító. Az EADS a projekt koordinátora.

• Stuttgarti egyetem, HLRS csoportja (Németország). A HLRS nagy számításigényű, szuperszámítógépekkel és GRID rendszerekkel megoldható problémákkal foglalkozik. A HLRS feladata projektben a rendszerterv kidolgozása és a témával kapcsolatos kutatási munka végzése.

• NAVUS (Németország). A NAVUS mint fejlesztő cég vesz részt a projektben. Feladata a GeneSyS rendszer tervezése és kivitelezése, valamint a jövőbeni hasznosítás megtervezése és lebonyolítása.

• MTA SZTAKI - Elosztott Rendszerek Osztály (DSD). Az MTA SZAKI - DSD eloszott web alapú rendszerek (tudástárak, digitális könyvtárak, stb) kutatásával és fejlesztésével foglalkozik. A GeneSyS projektben a tervezés és kivitelezés mellett a projekt széleskörű megismertetetése, bemutatása (disszemináció) és a szabványosítási munkák irányítása a feladata.

A jelenlegi rendszerfelügyeleti eszközök főbb hátrányai

A jelenlegi rendszerfelügyeleti alkalmazások legfőbb hátránya, hogy a zártak és általában a felügyelet csak egy szűkebb körére fókuszálnak a nyílt megoldású és általános keretrendszer helyett. A jelenlegi rendszerekkel kapcsolatos főbb problémák a következők:

• Az applikáció programozása interfész (API) nem nyitottak, vagyis azokhoz sem dokumentáció, sem forráskód nem tartozik, így más rendszerekhez történő illesztésük lehetetlen.

• A monitorozó ágensek közötti porotokoll nem standardizált, így sok esetben operációs rendszer függő, más rendszerekkel nem összekapcsolható

• A jelenleg kapható monitorozó megoldások általában egy adott monitorozási feladatra készültek, vagyis csak adatbázis vagy csak hálózat monitorozására készültek. Az ilyen rendszerek, még ha nyitott lenne is az API-juk, nehezen vagy egyáltalán nem lennének használhatók más rendszerek monitorozására.

• A jelenlegi rendszerek általában egy nem túl flexibilis architektúrát követnek, amelyben nem választják el kellőképpen az adatkommunikációs alrendszert, a monitorozást végző ágenseket és az adatok megjelenítését végző (grafikus) konzolokat.

A GeneSyS architektúra

A lehető legnagyobb fokú flexibilitás érdekében a monitorozó eszközök és az adatvizualizációs. valamint kontroll funkciót végző konzolok egymástól el lettek választva és egy közös szabványos kommunikációs buszon keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Architekturálisan a GeneSyS az alábbi elemekből áll:

• Felügyelt eszköz (supervised entity): az erőforrás (hardver, hálózat vagy szoftver), amit a GeneSySen keresztül felügyelnek. A felügyelt eszköz lehet monitorozott eszköz (Monitored Entity), amely a belső működéséről közöl információkat, vagy lehet vezérelt eszköz (Controlled Entity), amely külső kommand interfész segítségével vezérelhető, állapota változtatható.

• Delegált ágens (Delegate Agent): a delegált ágens feladata, hogy a felügyelt eszköztől begyűjtse az információt vagy vezérelje azt. A begyűjtött információt a továbbiakban a felügyelelő ágensnek továbbítja, míg vezérlés esetén a vezérelt eszközre ható parancsokat a felügyelő ágenstől kapja.

• Felügyelő ágens (Supervisor Agent): a felügyelő ágens a delegált ágenstől kapott információkat fogadja, illetve ha a delegált ágens egy vezérelhető eszközzel áll kapcsolatban, akkor a delegált ágens a felügyelő ágenstől kapja a parancsokat a vezérelt eszköz újraindítása, újrakonfigurálása céljából. A felügyelő ágensek tipikusan, mint grafikus konzolok jelennek meg, melyet a felügyeletért felelős személyek (rendszergazdák) használnak.

• Központi mag (Core): a Core feladata, hogy a különböző ágenseket nyilvántartsa és biztosítsa az ágensek közötti kereshetőséget, hozzáférést. A GeneSyS-ben minden ágensnek regisztrálnia kell magát a Core-ral oly módon, melynek során a Core eltárolja az ágenssel kapcsolatos információkat, amiket a többi ágens számára lekérdezhetővé tesz.

• Adattár (Repository): az adatok hosszútávú tárolását szolgálja. A legegyszerűbb rendszerfelügyeleto szcenárióban mind a delegált ágens, mind a felügyelő ágens online kapcsolatban áll egymással, s a delegált ágens folyamatosan képes küldeni (a felügyelő pedig fogadni) a monitoring adatokat. Összetettebb esetben azonban a felügyelő ágens csak időnként képes, vagy szükséges, hogy online legyen. Ekkor az adatokat egy közbülső helyen kell eltárolni, ahonnan az adatok aszinkron módon kinyerhetők. Az adattár monitorozó és vezérlő adatok tárolására szolgál, s a GeneSyS-ben regisztrált komponensek számára ugyanolyan módon férhető hozzá, mint bármely másik ágens.

A GeneSyS projekt eredményei

A GeneSyS projekt keretében sikeresen létrejött egy web szolgáltatás alapú rendszerfelügyeleti infrastruktúra, amelyet a projekt keretében többféle valós környezetben is teszteltünk.

Az egyik tesztkörnyezet az EADS Preliminary Design Review (Előzetes tervezési felülvizsgálat, PDR) alkalmazása volt. Az EADS a nemzetközi űrállomás építésének programjában oly módon vesz részt, hogy egy automatikus szállítóeszközt (ATV: Automatic Transport Vehicle) épít, amely az űrállomásra fog szállítani utánpótlást (levegőt, élelmiszert, műszereket). Egy-egy ilyen küldetés megvalósítása igen összetett feladat, nagy bonyolultságú sok lépésből álló folyamat. Az ATV missziók tervezésének egyik fázisa a PDR, amikor is a már elkészült terveket egy nagyobb grémium részletesen megvizsgálja. A PDR során több száz tudós 10-20 fős csoportokban értékeli a misszió egyes részeinek tervet. A felülvizsgálat során megállapítják a hiányosságokat, kommentárokat fűznek a tervekhez és megoldási, továbbhaladaási javaslatokat tesznek. Ez a komplex folyamat eddig off-line módon történt az EADS-ben, amit szerettek volna elektronizálni. A PDR folyamat számítógépes megvalósításában videokonferencia eszközöket, eloszott szimulációs és csoportos munkavégzést segítő alkalmazásokat kellett összehangolni, s ezen alrendszerek működését figyelni, ellenőrizni és vezérelni a GeneSyS segítségével.

A másik tesztkörnyezet célja a GeneSyS alkalmazhatóságának bemutatása web szerverek és kapcsolódó alkalmazások, szolgáltatások (adatbázis, PHP, CGI szkriptek, etc) felügyeletére. Ennek keretében a DSD által üzemeltetett SZTAKI Szótár alkalmazás és kapcsolódó alrendszereinek (hálózat, operációs rendszer, adatbázis kezelő, web szerver, alkalmazás) monitorozása és felügyelete került megvalósításra. Ehhez kapcsolódóan elkészült a GeneSyS implementációja PHP nyelven, valamint a szükséges alrendszerek felügyeletéhez szükséges monitorozó ágensek.