ویکـیـپـیڈ یا سے
- طناب = grid ---- (لفظ گـرڈ کے دیگر معنوں کے لیۓ الفاظ کی اس فہرست کو دیکھیۓ)۔
- شمارندہ کاری = computing
- اس طراز (technique) کو طنابی شمارندہ کاری (Grid computing) کہنے کی وجہ یہ ہے کہ اس میں متعدد شمارندوں (کمپیوٹروں) کو ایسے جوڑا یا مربوط کیا جاتا ہے کہ جیسے کسی بجلی کے نظام میں بجلی کو صارف تک تــاروں یا طنابوں کے زریعے جوڑ کر پہنچایا جاتا ہے۔
طنابی شمارندہ کاری (grid computing) دراصل ایک گذشتہ طراز (technique) بنـام منقسم شمارندہ کاری (distributed computing) کی ہی ایک ابھرتی ہوئی نئی اور روش جدیدہ (فیشن ایبل) شکل ہے۔ اس طراز کے پس پشت بنیادی خیال یہ کارفرما ہے کہ بہت بڑا کام ایک ہی جگہ کرنے کے بجاۓ اسکو منقسم کر کے الگ الگ کئی حصوں میں مکمل کرلیا جاۓ تو نسبتا سہل ہوتا ہے یعنی کوئی شمارندی برنامہ (computer program) ، کسی ایک بہت بڑے شمارندے (کمپیوٹر) پر کرنے کے بجاۓ اسے ایسے متعدد چھوٹے چھوٹے شمارندوں پر چلا کر کیا جاۓ جو کہ آپس میں کسی شراکہ (network) کے زریعے مربوط کۓ ہوۓ ہوں۔ باالفاظ دیگر یوں کہ لیں کہ دنیا میں بکھرے ہوئے شمارندوں کا جو جال ھے اسکو اس طرح استعمال میں لایا جائے کہ ایک بہت بڑا طاقتور ڈھانچہ یا تخیلاتی شمارندہ (کمپیوٹر) بن جائے اور اس ڈھانچے کو ایک فوقی شمارندے (super computer) کی جگہ پر استعمال میں لایا جا سکے۔ بنیادی تخیل سستے طریقے سے فوقی شمارندہ کاری (super computing) کی صلاحیت و طاقت حاصل کرنا ھے۔ دوسرا بڑا مقصد یہ ہے کہ دنیا میں فارغ شمارندوں (کمپیوٹروں) کو ذیادہ سے ذیادہ تصرف میں لایا جا سکے۔
فہرست |
مختلف تعریفیں
- طنابی شمارندہ کاری، منقسم شمارندہ کاری کی ایک ایسی قسسم ہے جو وسائل کی مجاز سازی یا تجرید (Resource virtualization) کرتی ہے، بوقت ضرورت وسائل کی ترسیل، اور خدمات یا وسائل جو کہ مختلف خودمختار اداروں میں منقسم ہوں، کا مشترکہ استعمال ممکن بناتی ہے۔
-
- مجاز سازی (Resource virtualization) کو یوں سمجھا جاسکتا ہے کہ یہ گویا ایک طرح کی وسائل کی تجرید ہوتی ہے، اسکی مدد سے وسائل کو ایک واقعاتی شے (جو کہ کسی مظہر یا واقعہ سے اپنے ہونے کی شہادت فراہم کرے) کی حیثیت میں استعمال کیا جاسکتا ہے یعنی باالفاظ دیگر، مـواد (یا وسیلہ) کسی بھی شمارندے تک حقیقت میں وہاں نہ ہوتے ہوۓ بھی (جسکو کسی اور جگہ بنایا گیا ہو) ایک شبیہ کی صورت میں یا مجازی صورت (virtual) میں وہاں استعمال کیا جاسکتا ہے اور اسی وجہ سے اسکو مجازسازی کہتے ہیں۔
- طنابی شمارندگی نام ہے مختلف خود مختار اداروں میں منقسم اور متحرک ماحول میں ایک منظم طریقے سے وسائل کا مشترکہ استعمال اور مسائل کا حل تلاش کرنا۔ [1]
مخزن
جس طرح انٹرنٹ یا شکبہ بنیادی طور پر سائنس دانوں کی معلومات کے تبادلہ یا ان کے آپس میں تبادلہُ خیال کی خوائش کی وجہ سے معرض وجود میں آیا، اسی طرح طنابی شمارندہ کاری یا طناب کا ارتقا بھی سائنس دانوں ہی کا مرہون منت ھے۔ طنابی شمارندہ کاری کا ظہور اس لیے ہوا تاکہ مختلف خودمختار اداروں سے وابسطہ سائنس دان اپنی دریافتوں کے مواد کی بنیاد پر آپس میں اشتراک عمل کرتے ہوئے نئے نئے نتائج اخذ کر سکیں یا اخذ کرنے کی کوشش کر سکیں۔
طناب یا Grid کی اصطلاح 1990 کی دھائی کے وسط میں تراشی گئی جب سب سے پہلے اعلی علم اور طرزیات کیلئے ایک منقسم شمارندگی ڈھانچہ تجویز کیا گیا۔تب سے اب تک اس ڈھانچے کو بنانے اور وسیح کرنے کیلئے کافی کوششیں ہو چکی ہیں اور ہو رہی ہیں۔ خاص طور پر اس کے صنعتی استعمال اور معیار بندی کیلئے طنابی شمارندگی کا بنیادی ڈھانچہ ابھی تک ارتقائی مراحل سے گزر رہا ہے۔ [2]
مقاصد و خوائص
طنابی شمارندہ کاری سے کم از کم مندرجہ ذیل مقاصد حاصل کئے جا سکتے ہیں۔
وسائل کے ضیاع کی روک تھام
مختلف اداروں میں زیادہ تر وسائل کسی نہ کسی وجہ سے بیکار رہتے ہیں، خصوصا" میزی شمارندے (Desktop computers) نوے فیصد سے زیادہ فارغ ہرتے پیں۔ اور عام حالات میں تو معیل یا خدمتگار شمارندے (Server Computers) بھی فارغ ہی رہتے ہیں۔ طنابی ڈھانچہ وسائل کے اس طرح ضیاع پر قابو پانے اور ان کا استعمال بڑھانے میں مدد کرتا ھے۔ طنابی شمارندوں پر خصوصی انتظام مہیا کیا جاتا ھے جس کی مدد سے کوئی پروگرام یا مواد (Data) وہاں بحال (Deploy) کرکے اسکا اجرا (Execute) کیا جاسکے یعنی اسکو استعمال کیا جا سکتا ھے۔
متوازی عملیت کی افزائش
متوازی عملیت یا Parallel processing کی اعلی صلاحیت طنابی شمارندگی کے منفرد خدوخال میں سے ایک ہے۔ اس کے پیچھے بنیادی تحریک (innovation) یہ ہے کہ بعض اوقات مسائل کا حل یا الخوارزمیہ یا Algorithm (حوالہ) ۔ اس طرح عمل میں لایا جاتا ہے جس میں اصل عملیہ (Process) چھوٹے چھوٹے ذیلی عملیوں (sub processes) میں تقسیم کیا جا سکتا ھے اور ان کا متوازی اجرا ممکن ہوتا ہے۔ متوازی عملیت میں مختلف ذیلی عملیے ایک دوسرے کے شانہ بہ شانہ (parallel) مختلف شمارندوں پر رائج (execute) کئے جاتے ہیں اور اس طرح مجموعی کارکردگی میں خاطرخواہ اضافہ ہو جاتا ہے۔ تصوراتی طور پر کہا جا سکتا ہے کہ جتنے زیادہ شمارندے ہونگے متوازی عملیت سے مجموعی کارکردگی بھی اسی حساب سے بڑھ جائے گی، لیکن حقیقت میں ایسا نہیں ہوتا جس کی کئی وجوہات ہیں۔ مثلا:
- ایک عملیے کو ایک خاص حد سے زیادہ ذیلی عملیوں میں تقسیم ہی نہیں کیا جا سکتا۔
- اکثر اوقات ذیلی عملیوں کی ترویج و تکمیل ایک دوسرے کے حتمی یا ضمنی نتائج پر منحصر ہوتی ہے۔ ایسی صورتحال کو تنافر یا (contention) کہتے ہیں۔ تنافر کی کئی اور وجوہات میں بین العملیہ پیغامات کی ترسیل میں تاخیر، ترسیلی ذریعے کا اختناق یا تنگ راہی (bottleneck)، آلات کی داخلی و خارجی اقدار (Input/Output Values) کے عرض شریط (bandwidth)، دستور ہمگاہی (Synchronization protocol)، اور فوری یا اضافی ضروریات کی وجہ سے اجرا میں تاخیر (latency in execution) شامل ہے۔
- طنابی مصنعُ وسط ( middleware ) اور شرکہ کی اپنی اضافت (Overhead) بھی متوقع کارکردگی میں کمی کا باعث بنتی ہے۔
خدمات اور اداروں کی تجرید
طناب کا ایک بہت ہی اہم خاصہ یہ ہے کہ یہ طناب اطراف عالم میں بکھرے ہوئے ہم جنس و غیر ہم جنس [3] وسائل یا شمارندوں کا ایک ایسا ڈھانچہ تشکیل دیتا ہے جو کہ تجریدی سطح پر ایک ہی شمارندہ لگتا ہے جسے ہم ایک بہت بڑا مجازی شمارندہ بھی کہہ سکتے ہیں۔ دنیا میں چاروں طرف منقسم ایسے وسائل ( یا شمارندوں)، خاص طور پر غیر ہم جنس وسائل کی موجودگی میں اس طرح کا مجازی ڈھانچہ تشکیل پا سکنا بہت مشکل کام ہے۔ اس مشکل پر قابو پانے کیلئے ہر طرح کے شمارندوں اور دوسرے شمارندی وسائل کو طنابی بنانے کیلئے ان کی مجاز سازی پر زور دیا جاتا ہے۔ اس کے پیچھے بنیادی خیال ان وسائل کی تجریدیت کا حصول ہے۔ ایسی تجریدیت ، جس میں مختلف شمارندی وسائل کا مقامی انتظام اور عملیاتی طریقہ بیشک حقیقت میں آپس میں نہ ملتا ہو لیکن اعلی سطح پر ان سے ہمگاہی اور بالائی تعلقات کی تشکیل کا طریقہ ایک جیسا ہی ہو۔ اس طرح ایک عمیل کے نقطہُ نظر سے تمام شمارندی وسائل سے رابطہ کرنا اور خدمات کا تبادلہ کرنا آسان ہو جاتا ہے۔ یاد رہے کہ جب ہم یہاں وسائل کی بات کرتے ہیں تو اس سے مراد نہ صرف مجسم شمارندی آلات ہوتے ہیں بلکہ تجریدی سطح پر غیر مجسم مصنع ُ لطیف اور عملیئے بھی شامل ہوتے ہیں۔ [4]
مزید یہ کہ وسائل کی مجاز سازی اداروں کی مجازسازی کا سبب بنتی ہے۔ جب مختلف خود مختار اداروں میں منقسم وسائل آزادانہ طور پرایک ہی کام کرنے کے قابل ہو جائیں تو وہ آپس میں مل کر ایک مجازی ادارہ تشکیل دیتے ہیں۔ مجازی ادارہ جات میں شامل شمارندے آپس میں قابل اعتماد طریقے سے خدمات کا تبادلہ اور ایک دوسرے کے وسائل کا استعمال کر سکتے ہیں۔ اس طرح ہدایات و مواد کا ہونے والا تبادلہ مستند ہوتا ہے جسے باہمی خوائش پر خفیہ بھی رکھا جا سکتا ہے۔
مجازسازی کیلئے مختلف نئے دساتیر اور لائحہ عمل بنانے پر کام ہو رہا ہے ۔ ان دساتیر کا اطلاق کچھ اس طرح ہو رہا ہے یا ہو گا کہ مقامی سطح پر تو شاید پرانے دساتیر ہی کام کرتے رہیں گے لیکن بالائی سطح پر نئے دساتیر کو لاگو کر دیا جائے گا۔ [5] تاکہ مجازسازی اور تجریدیت ممکن ہو سکے۔
طنابی مجاز سازی کاایک بہت ہی منفرد اور اہم خاصہ یہ ہو گا کہ اس سے طنابی ڈھانچہ اور مصنع ُ وسط کی پیچیدگیاں صارفین اور عمیلوں سے پوشیدہ ہو جائیں گیں۔ اس طرح ایک غیر مرئی طناب (Invisible Grid) کا خواب شرمندہ ُ تعبیر ہو سکے گا۔
اضافی و فارغ وسائل تک رسائی
طناب صرف شمارندگی طاقت یا مواد کے ذخیرے تک ھی محدود نہیں بلکہ یہ دوسرے بہت سے وسائل کیلئے بھی خاصی کشش رکھتاہے، وقت کے ساتھ ساتھ یہ ایک ایسی مجازی مشین بن جائے گا جس کے بہت سے مفید کل پرزے ہونگے اور اس کو نا صرف علم دان ہی استعمال کیا کریں گے بلکہ کاروباری طبقے کے ساتھ ساتھ عام لوگ بھی فائدہ اٹھا سکیں گے۔
اس کے علاوہ ایسی شمارندہ کاری طاقت کا حصول بھی ممکن ہو جائے گا جو تنہا کوئی فوقی شمارندہ بھی فراہم نہیں کر سکے گا۔
وسائل کا متوازن استعمال
طناب منقسم وسائل کو اس طرح اکٹھا یا مجتمع کرتا ہے کہ ایک بہت بڑا مجازی وسیلہ بن جاتا ہے۔ زریں طناب فارغ وسائل کا ایک حوض تشکیل پا جاتا ھے ، جس میں سے بوقت ضرورت برناموں کی ضروریات کے مطابق مناسب وسائل چن کر الاٹ کر دیئے جاتے ہیں۔ اگر کسی شمارندے پر بوجھ بڑھ جائے تو اضافی بوجھ نسبتا کم بوجھ والے وسائل میں بانٹا جا سکتا ہے۔
طناب چونکہ مختلف ادارے مشترکہ طور پر استعمال کرتے ہیں اسلیے ایک ادارے کا بار بوقت ضرورت دوسرے ادارے کے وسائل برداشت کر سکتے ہیں۔ یہ طناب کی ایک اور منفرد خصوصیت ہے جس میں ادارہ جاتی چوٹی اوقات کو بطریق احسن سنبھالا جا سکتا ھے۔
مزید یہ کہ وسائل کی کمی کی صورت میں ایک کم اہم کام کو موُخر کر کے انتہائی اہم کام کو پہلے نبٹایا جا سکتا ھے۔
منقسم عملدرآمدگی
طناب متوازی عملیت کے ساتھ ساتھ منقسم شمارندگی اور منقسم مصنعُ لطیف کاری کو بھی فروغ دیتا ہے۔ یوں بہتر طریقے سے منقسم عملدرآمدگی عمل میں آتی ہے۔
قابلِ بھروسہ شمارندگی
روائتی شمارندی نظامات میں بھروسگی کا حصول اضافی اجزاُ خصوصا مہنگے مصنعُ کثیف کے اجزاُ کا مرہون ِ منت ہے۔ طناب کی بنیاد ھی چونکہ اضافی شمارندی اجزاُ پر رکھی گئی ہے ۔ اسلیے بھروسگی کا حصول نسبتا سستے داموں ممکن ہو جاتا ہے۔ مجاز سازی اور اجزاٰ کی تجریدیت بھی قابلِ بھروسہ طنابی شمارندہ کاری کے حصول میں کافی معاون ثابت ہو تا ہے۔
فوقی نظامت
وسائل کی مقامی نظامت کی طرح طنابی نظامت الوسائل غیر مرئی طناب کے حصول کیلئے بہت اہم ھے۔ مقصد یا نسب العین تو دونوں کا ایک ہی ھے یعنی زیرِ انتظام وسائل پر مکمل اختیار کا حصول، لیکن طنابی نظامت مقامی نظامت سے بہت مختف اور مشکل ھے۔ کیونکہ مقامی نظامت زیرِ انتظام وسائل پر کلی اختیار رکھتی ھے جبکہ طنابی نظامت کیلئے ایسا ممکن نہیں کیونکہ مختلف وسائل اپنی اپنی جگہ پر خود مختار ہوتے ہیں۔ مزید تفصیل کیلئے دیکھئے طنابی نظامت الوسائل۔
تخیلاتی ڈھانچہ
طناب کا جدید رجحان اشیاُ یا نچلی سطع کی دستور سازی کی بجائے خدمات کی طرف (Service-Orientation) ھے۔ یعنی وسائل کو اشیاُ کی بجائے خدمات کے لبادے میں ڈھانپ کر پیش کیا جاتا ھے۔ اور یوں اشیاُ کی تجریدیت کی بجائے خدمات کی تجریدیت پر زور دیا جاتا ھے [4]
طناب کا تخیلاتی اور خدماتی ڈھانچہ مندرجہ ذیل تین مجازی سطعوں پر مشتمل ہوتا ہے
نمائندہ سطع
یہ اعلیٰ بالائی سطع ھے جو بیرونی دنیا کیلے وجیعہ (Interface) کے طور پر پیش کی جاتی ھے اور معیلین و صارفین طنابی خدمات کے حصول کیلے اسی سطع سے رابطہ کرتے ہیں۔ یوں یہ سطع طناب کے داخلی دروازے کے طور پر کام کرتی ھے۔اس سطع کی خدمات کو زیادہ سے زیادہ قبول صورت اور عام فہم بنانے کیلئے اس وقت کئی تحقیقاتی ادارے اور جامعیات کام کر رہی ہیں ۔ [6] [7] [8] [9]
