نظام إكس جريد للحوسبة الشبكية

نظام إكس جريد للحوسبة الشبكية

إكس جريد (Xgrid) هو برنامج وبروتوكول ملكية خاصة للحوسبة الشبكية (Grid Computing) قامت بتطويره قسم الحوسبة المتقدمة في شركة أبل (Apple Inc). يهدف النظام إلى تمكين مسؤولي الشبكات من إنشاء عنقود حوسبي (Computing Cluster)، مما يسمح باستغلال القوة الحوسبية غير المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكة لتنفيذ عمليات حسابية ضخمة يمكن تقسيمها بسهولة إلى مهام أصغر، مثل رسم خرائط ماندلبروت أو عمليات الرندرة ثلاثية الأبعاد.

التصميم والآلية التشغيلية

يعتمد نظام Xgrid على بنية توزيع المهام لتقليل الوقت اللازم لإنجاز العمليات المعقدة. وتتكون هذه العملية من ثلاث أدوار رئيسية يمكن لجهاز الكمبيوتر الواحد القيام بها جميعاً في آن واحد:

• العميل (Client): وهو الجهاز الذي يقوم بإرسال طلبات الحوسبة أو "الوظائف" (Jobs) إلى المتحكم.
• المتحكم (Controller): يعمل كمجدول للمهام، حيث يستقبل الوظيفة الكاملة ويقوم بتقسيمها إلى حزم تعليمات صغيرة تُعرف باسم "المهام" (Tasks)، ثم يوزعها على الوكلاء المتاحين.
• الوكلاء (Agents): وهي الأجهزة التي تستقبل المهام من المتحكم، تقوم بتنفيذ التعليمات البرمجية، ثم تعيد النتائج إلى المتحكم.

بعد انتهاء الوكلاء من مهامهم، يقوم المتحكم بتجميع النتائج الفردية في نتيجة نهائية واحدة وإرسالها إلى الجهاز العميل الذي بدأ العملية.

البروتوكول والبنية التحتية

يستخدم Xgrid بروتوكول اتصال خاص به يعمل فوق إطار عمل BEEP (Block Encapsulation Protocol)، وهو إطار عمل لبروتوكولات تطبيقات الشبكة. يتم اكتشاف الأجهزة التي تفعيل خدمة Xgrid فيها تلقائياً وإضافتها إلى قائمة الأجهزة المتاحة للمعالجة.

يركز النظام على ما يسمى بـ "المهام المتوازية بشكل محرج" (Embarrassingly Parallel Tasks)، وهي العمليات التي يمكن تقسيمها إلى أجزاء مستقلة تماماً دون الحاجة إلى تواصل مكثف بين العقد أثناء المعالجة، ومن أمثلتها:

• حسابات مونت كارلو.
• الرندرة ثلاثية الأبعاد (3D Rendering).
• إنشاء خرائط ماندلبروت.

التطور التاريخي

تعود جذور Xgrid إلى تطبيق Zilla الذي ابتكره العالم ريتشارد كراندال في أواخر الثمانينيات لصالح شركة NeXT. كان Zilla أول برنامج للحوسبة الموزعة يُطرح لنظام تشغيل موجه للمستخدم النهائي، وقد تميز باستخدام فكرة "شاشة التوقف" (Screen-saver) لاستغلال وقت خمول الجهاز، وهي الفكرة التي استلهمت منها لاحقاً مشاريع شهيرة مثل Seti@Home.

بعد استحواذ أبل على شركة NeXT في عام 1997، استلهمت أبل تصميم Zilla لتطوير Xgrid. صدرت النسخ التجريبية الأولى في عام 2004، ثم أُطلق الإصدار 1.0 رسمياً كجزء من نظام التشغيل Mac OS X 10.4 Tiger في أبريل 2005.

الانتشار والاستخدام

اعتمدت عدة منظمات Xgrid في شبكات حوسبة دولية، منها مشروع OpenMacGrid التابع لـ MacResearch، ومشروع Xgrid@Stanford في جامعة ستانفورد الذي استُخدم في أبحاث الكيمياء الحيوية.

نهاية الدعم

استمر Xgrid كجزء من نظام Mac OS X من الإصدار 10.4 حتى الإصدار 10.7. ومع إطلاق نظام التشغيل Mac OS X 10.8 Mountain Lion، قامت شركة أبل بإيقاف دعم Xgrid وإزالته من النظام، إلى جانب خدمات أخرى مثل Podcast Producer.