Publicado em: Journal of Web Semantics, Março 2006.
As grades computacionais dependem de meta-dados para atingir seus objetivos. Atualmente esses dados se encontram espalhados pelos componentes das grades. Essa falta de organização resulta na necessidade de intervenção humana e em sistemas rígidos a mudanças sintáticas na coordenação de recursos.
A grade semântica busca fornecer meios de lidar com os meta-dados explicitamente, pelo uso de protocolos padronizados. O objetivo é trazer maior flexibilidade e interoperabilidade aos ambientes de grade tradicionais através da apresentação de informação rica em semântica associada aos recursos para formar serviços mais inteligentes. Nesse contexto, descrições semânticas podem ser tornar entidades de primeira grandeza, com comportamentos e identidades associadas.
A Web Semântica já produziu uma grande quantidade de conhecimento relacionado a modelagem de domínios e ao desenvolvimento de ferramentas e linguagens. Várias aplicações já foram desenvolvidas que comprovam a qualidade do trabalho realizado, especialmente na área de ferramentas de busca inteligentes. Serviços Web Semânticos já foram estruturados a ponto de existirem modelos de descrição que podem ser utilizados na melhoria da descoberta, composição, negociação e orquestração de serviços.
O emprego das tecnologias atuais de Web Semântica na grade já seriam interessantes para os objetivos levantados, pois as padronizações mais importantes para as arquiteturas das grades estabelecem a utilização do conceito de arquiteturas orientadas a serviços, que são possíveis de serem realizadas com serviços Web. Nada mais natural que a mais importante definição tradicional (OGSA) seja ampliada com artefatos para a criação de componentes e aplicações para a grade semântica. Daí surge a S-OGSA.
Historicamente, o termo grades computacionais tem sido usado para descrever vários tipos de sistema. Em busca de regular o uso do termo, várias tentativas de padronização foram feitas, levando em consideração algumas premissas já amplamente aceitas como essenciais. Primeiro, o foco da grade é o compartilhamento de recursos de maneira controlada e justa, fornecendo um alto nível de transparência e permitindo a criação de organizações virtuais temporárias com acesso aos recursos. Segundo, para atingir a transparência desejada, é crucial a abstração das entidades usuário e transparência.
Além dos dois requisitos principais, os estudos de caso levantaram os seguintes: interoperabilidade, alocação otimizada, adaptação, gerência de tarefas em execução, escalabilidade, operação segura, alta disponibilidade, extensibilidade e facilidade de uso. A OGSA é a realização do esforço de padronização, sendo que para atender os requisitos adotou uma arquitetura SOA e definiu as seguintes categorias de serviços: infra-estrutura, dados, gerência de recursos, gerência de execução, segurança, auto-gerência e informação.
As categorias citadas possuem serviços que são os componentes da middleware da grade. Sua organização não é hierárquica, sendo sua interação peer-to-peer. Além da camada middleware, temos também a camada Fabric (responsável pela virtualização dos recursos em serviços Web) e a camada de aplicação.
A partir da OGSA, foi desenvolvida a S-OGSA, com o objetivo de aproveitar a semântica de maneira explícita. O que guiou a elaboração foi a necessidade de suportar um ecossistema de grades com níveis diversos de integração semântica. Serviços sem semântica acoplada não devem deixar de fazer parte da grade. Nesse sentido, a semântica não servirá para garantir o funcionamento da grade, mas sim para melhorá-lo. Temos nessa definição o aspecto de modelo (elementos e relacionamentos), capacidades (serviços) e mecanismos. Podemos excluir da S-OGSA qualquer conhecimento específico do domínio da aplicação, pois isso iria contra os requisitos de generalidade. Entretanto, meta-dados das camadas de middleware e fabric são importantes.
O modelo da S-OGSA define entidades de conhecimento como sendo recursos ou serviços de conhecimento. Os recursos seriam as ontologias, regras ou bases de conhecimento. Os serviços seriam raciocinadores. Cada entidade de conhecimento pode se relacionar com entidades da grade através de conexões semânticas. Em um paralelo com a Web Semântica, conexões semânticas seriam assertivas sobre recursos Web. Qualquer uma dessas entidades que esteja relacionada de alguma forma com uma conexão semântica se torna uma entidade de grade semântica.
Existem mais duas categorias de serviços adicionadas a OGSA para formar a S-OGSA: Serviços de Fornecimento de Semântica e Serviços de Grade Sensíveis à Semântica. Os serviços de fornecimento de semântica permitem a manipulação de entidades de conhecimento e conexões semânticas. Temos então serviços de fornecimento de conhecimento e serviços de fornecimento de conexões semânticas.
Os serviços de fornecimento de conhecimento se dividem ainda mais em serviços de ontologia e serviços de raciocínio. Como o nome já diz, os serviços de ontologia lidam com os conceitos e relacionamentos entre eles, o modelo conceptual das ontologias. Os serviços de raciocínio realizam as inferências no conhecimento armazenado nas ontologias. Os serviços de fornecimento de conexões semânticas incluem serviços de meta-dados para manipulação de instâncias e serviços de anotação que são responsáveis por extrair conhecimento de fontes de dados de mais baixo nível (arquivos, banco de dados, etc). O principal custo para a criação desses serviços é a definição de modelos conceituais e meta-dados durante o ciclo de vida da grade.
Serviços de Grade Sensíveis à Semântica são capazes de processar conexões semânticas e realizar decisões e ações baseadas no conhecimento e meta-dados. Tal processamento traz flexibilidade e a possibilidade de interoperabilidade.
O mecanismo utilizado para implementa as extensões da S-OGSA é o CIM (Common Information Model). Com o CIM, é possível descrever as entidades semânticas das grades e suas conexões semânticas. Basicamente, constitui-se de uma extensão à UML que após a modelagem podem ser convertidas em modelos e bases de dados expressos em OWL.
Serviços S-Stateful virtualizam recursos da grade que possuem meta-dados explícitos (conexões semânticas). Funcionam mais como um esquema das interações e trocas de mensagens entre os atores envolvidos na recuperação de conexões semânticas. O Web Service Resource Framework (WSRF) é um conjunto de especificações que definem interfaces de serviços que podem ser usados para gerenciar o ciclo de vida das abstrações de recursos da grade. Há nesse framework um atribute WS-ResourceProperties associado, que pode ser utilizado para agregar qualquer tipo de meta-dados a recursos. Nada mais natural que as informações sobre as conexões semânticas estejam armazenadas nesse atributo. Porém, não é necessário que o serviço responsável pelo acesso à essas conexões esteja sob controle da mesma entidade dona do recurso. Serviços de terceiros podem ser responsáveis pela geração de conhecimento sobre um determinado recurso, facilitando o ingresso de recursos abstraídos sem a visão da semântica explícita na grade.
Comentário: Assim como a OGSA, podemos dizer que a S-OGSA é uma arquitetura de referência bem ampla e propositalmente vaga em alguns aspectos. Como um dos objetivos é a generalidade, nada mais aceitável que ela seja feita dessa maneira. É uma boa contribuição na interoperabilidade, pois pelo menos os desenvolvedores/administradores de grades terão um vocabulário comum para referenciar os diversos serviços. Não deixa de ser interessante, com certeza servirá para meu trabalho, mas talvez não como foco principal. Descrever mais como o WSRF pode ser utilizado para guardar meta-dados parece ser uma boa idéia.
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Um comentário:
o que eu estava procurando, obrigado
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