Cloud Computing sobre infraestructuras de software libre y su aplicación al estudio del desarrollo embrionario.

Abstract

La computación científica requiere de una gran cantidad de recursos informáticos para realizar experimentos a gran escala. Tradicionalmente, este requerimiento se ha abordado mediante el uso de infraestructuras de computación de alto rendimiento dedicadas (e.g. clusters y supercomputadoras), que suelen ser difíciles de instalar, mantener y operar. La computación distribuida en la nube (Cloud Computing) proporciona un modelo completamente nuevo de utilización de la infraestructura informática, que permite acceder a los recursos de forma dinámica con un esfuerzo mínimo de configuración e interacción del proveedor. En este informe se presenta el diseño e implementación de una plataforma distribuida y tolerante a fallos, construida bajo el paradigma de Cloud Computing utilizando herramientas y tecnologías de código abierto. Esta plataforma funciona como entorno de ejecución para simulaciones que permiten explorar la dinámica de procesos biológicos mediante el análisis cuantitativo del movimiento de moléculas en células vivas. Estas simulaciones contribuyen a la investigación del complejo proceso que ocurre en los estadios iniciales del desarrollo embrionario. La plataforma fue construida integrando recursos computacionales de la Facultad de Ingeniería (FING) y la Universidad de Buenos Aires (UBA). Para la gestión de los recursos se utilizó OpenNebula, un software de código abierto que permite el desarrollo de plataformas cloud flexibles, extensibles y escalables. Se implementó un mecanismo que permite aumentar el poder de cómputo de la plataforma, integrando recursos provistos por otras instancias de OpenNebula de manera dinámica. Para el control y coordinación de los diversos componentes de la plataforma se utilizó ZooKeeper, un software de código abierto que ofrece una alta confiabilidad en la coordinación de aplicaciones distribuidas. La plataforma construida permitió la ejecución paralela y eficiente de simulaciones, realizando una contribución práctica al estudio de fenómenos biológicos complejos.