Roteiro
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Roteiro
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II
Introdução
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Histórico
- Surgiu em meados dos anos 90
- Laboratório de Argonne/EUA
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O que é?
- Integração de recursos computacionais dispersos interligados em rede
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Por que usar ?
- Compartilhamento de recursos ociosos
- Altos níveis de processamento e armazenamento
- Solução para problemas antes insolúveis
•
Onde não usar ?
- Não é recomendado para solução de aplicações seqüenciais.
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Roteiro
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Arquitetura
• Organizada em camadas
- Camada de Aplicação
- Camada de Coletividade
- Camada de Recursos
- Camada de Conectividade
- Camada de Estrutura
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Arquitetura
Camada de Estrutura
Responsável pelo controle de acesso aos recursos
• Recursos Computacionais
• Recursos de Armazenamento
• Recursos de Rede
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Arquitetura
Camada de Conectividade
• Definição dos protocolos de autenticação e
comunicação
• Troca de dados entre recursos da camada de
estrutura
• Segurança
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Arquitetura
Camada de Recursos
• Compartilhamento de recursos entre usuários
• Controle do tempo de uso dos recursos
• Protocolos
- Informação
- Gerenciamento
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Arquitetura
Camada de Coletividade
• Coordena a interação entre diversos recursos
-
Serviços de diretório
Serviços de co-alocação
Serviços de monitoramento
Serviços de replicação de dados
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Arquitetura
Camada de Aplicação
• Aplicações dos usuários
• Ferramentas para evitar a desconexão do
usuário com a grade
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Roteiro
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Características
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Larga Escala
Escalabilidade
Heterogeneidade
Distribuição Geográfica
Compartilhamento de Recursos
Qualidade de Serviço
Controle Distribuído
Alta Disponibilidade
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Roteiro
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Escalonamento
• Três fases principais:
- Descoberta de Recursos
- Seleção do Sistema
- Execução da Tarefa
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Algoritmos de Escalonamento
• Dynamic FPLTF
• Workqueue with Replication (WQR)
• XSufferage
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Algoritmos de Escalonamento
Dynamic FPLTF ( Fastest Processor to Largest Task First )
Variáveis:
• Host Speed
• Host Load
• Task Size
Tarefas alocadas ao Host de menor CT
CT (completion time) = TaskCost +TBA (time to become available)
TaskCost = (TaskSize/HostSpeed) / (1-HostLoad).
A execução só começa quando todas as tarefas estão alocadas.
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Algoritmos de Escalonamento
Workqueue with Replication (WQR)
• Tarefas são alocadas aleatoriamente
• Cada processador livre recebe uma tarefa
• Quando não há mais tarefas para enviar, ele replica a(as)
que está(estão) em execução
• Interrompe todas as réplicas assim que uma delas ou a
original termina
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Algoritmos de Escalonamento
XSufferage
• Prioriza tarefas que seriam mais prejudicadas se não
fossem escalonadas para o processador que a
processaria de forma eficiente
• Sufferage: Diferença entre os dois primeiros melhores
tempos de execução previsto para a tarefa
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Tipos de Grades
• Grades Computacionais
• Grades de Dados
• Grades de Redes
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Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Projetos
Globus
• Serviços
-
Controle de aplicações
Descoberta de recursos
Transferência de dados
Segurança
• Submissão e controle de tarefas via GRAM (Globus
Resource Allocation Manager)
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Projetos
GRAM Client
Troca informações com
o cliente
MDS
(Metacomputing
Directory Service)
Atualiza as informações
Requisita Recurso
Solicita a informação
do estado atual do
recurso
Gatekeeper
GRAM
Reporter
Local Resource Manager
Autenticação
Criação do Job Manager
Aloca e cria processos
Globus Security
Infrastructure
Job Manager
Monitoramento e controle
Funcionamento do GRAM
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Projetos
Condor
• Poder computacional a médio e longo prazo
• Possui mecanismo de Checkpoint
• Tarefas alocadas pelo Matchmaker
• Condor-G
- Utiliza recursos via Globus
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Projetos
Matchmaker
Notificações
Consumidor
Protocolo
de
reivindicação
Provedor de
Recursos
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Roteiro
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Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Aplicações
Saúde
• BIRN (Biomedical Informatics Research Network)
-
Biologia computacional
Estudo de Genomas
Neurociência
Etc.
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Aplicações
Ciências Meteorológicas
• Earth System Grid (ESG)
- Simulações Climáticas
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Aplicações
Engenharia
• Network for Earthquake Engineering Simulation (NEESit)
- Simulação de terremotos e outros eventos
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Roteiro
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
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Conclusões
• Área em expansão
• Presente em grandes empresas
• Futuro: Serviço público tradicional
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Roteiro
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Introdução
Arquitetura
Características
Algoritmos de Escalonamento
Tipos de Grades
Projetos
Aplicações
Conclusão
Perguntas
Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II
Pergunta 1
1) Qual é a funcionalidade do Serviço de Diretório presente na
Camada de Coletividade da arquitetura das grades ?
Pergunta 1
1) Qual é a funcionalidade do Serviço de Diretório presente na
Camada de Coletividade da arquitetura das grades ?
R: Permitir que os usuários façam a descoberta e consulta de recursos
tanto pelo nome ou por atributos como carga e disponibilidade.
Pergunta 2
2) Em que se baseia o algoritmo XSufferage para escalonar uma tarefa ?
Pergunta 2
2) Em que se baseia o algoritmo XSufferage para escalonar uma tarefa ?
R: O algoritmo se baseia no valor sufferage, que é o dado de quanto a tarefa
seria prejudicada caso ela não fosse escalonada no processador que a
processaria de forma mais eficiente. Ele é calculado pela diferença dos dois
melhores tempos de execução previstos pra tarefa.
Pergunta 3
3) O que é uma Grade de Dados ?
Pergunta 3
3) O que é uma Grade de Dados ?
R: É um tipo de grade que compartilha o espaço de armazenamento
disponível em cada máquina pertencente a ela, aumentando assim a sua
capacidade de armazenamento.
Pergunta 4
4) Qual é a função do mecanismo de Checkpoint do Condor ?
Pergunta 4
4) Qual é a função do mecanismo de Checkpoint do Condor ?
R: Ele serve para salvar o estado de execução de uma tarefa após ela ter
sido interrompida, permitindo que a tarefa seja executada em alguma outra
máquina a partir do ponto onde ela parou.
Pergunta 5
5) Grade computacional é a solução para qualquer problema
computacional que envolve alto desempenho? Justifique sua
resposta.
Pergunta 5
5) Grade computacional é a solução para qualquer problema
computacional que envolve alto desempenho? Justifique sua
resposta.
R: Não. As grades não são aconselhadas para resolução de problemas
seqüenciais, já que suas funcionalidades são voltadas para a execução de
aplicações paralelizáveis.