Los esfuerzos de esta tesis se centran en onstruir una máquina virtual sobre un sistema Cluster que proporcione la doble funcionalidad de ejecutar eficientemente tanto trabajos tradicionales (o locales) de estaciones de trabajoasí como aplicaciones distribuidas. Para solucionar el problema, deben tenerse en cuenta dos importantes consideraciones: * Como compartir y planificar los recursos de las diferentes estaciones de trabajo (especialmente la CPU) entre las aplicaciones locales y distribuidas. * Como gestionar y controlar la totalidad del sistema para conseguir ejecuciones eficientes de ambos tipos de aplicaciones.Coscheduling es el principio básico usado para compartiry planificar la CPU. Cosche-duling se basa en la reduccióndel tiempo de espera de comunicación de aplicaciones distribuidas,planificando simultáneamente todas (o un subconjunto de)las tareas que la componen. Por lo tanto, mediante el usode técnicas de coscheduling, únicamente se puede incrementarel rendimiento de aplicaciones distribuidas con comunicaciónremota entre las tareas que la componen. Las técnicas de Coscheduling se clasifican en dos grandesgrupos: control-explícito y control-implícito. Esta clasificaciónse basa en la forma de coplanificar las tareas distribuidas.En control-explícito, la coplanificación es realizada porprocesos y (o) procesadores especializados. En cambio, encontrol-implícito, las técnicas de coscheduling se realizantomando decisiones de planificación localmente, dependiendode los eventos que ocurren en cada estación de trabajo. En este proyecto se presentan dos mecanismos de coscheduling,los cuales siguen las dos diferentes filosofías explicadasanteriormente, control-implícito y control-explí-cito. Tambiénproporcionan características adicionales incluyendo un buenrendimiento en la ejecución de aplicaciones distribuidas,ejecución simultánea de varias aplicaciones distribuidas,bajo overhead y también bajo impacto en el rendimiento dela carga local.También se presenta un modelo de coscheduling, el cual proporcionauna base teórica para el desarrollo de nuevas técnicas decontrol-implícito. La técnica de control-implícito propuestase basa en este modelo. El buen comportamiento de las técnicas de coscheduling presentadasen este trabajo se analiza en primer lugar por medio desimulación. También se ha realizado un gran esfuerzo enla implementación de estas técnicas de coscheduling en unCluster real. El estudio de los resultados obtenidos proporcionauna orientación importante para la investigación futuraen el campo de coscheduling. En la experimentación en el Cluster real, se han utilizadovarios benchmarks distribuidos con diversos patrones decomunicación de paso de mensajes: regulares e irregulares,anillos lógicos, todos-a-todos, etc. También se han utilizadobenchmarks que medían diferentes primitivas de comunicación,tales como barreras, enlaces uni y bidireccionales, etc.El uso de esta amplia gama de aplicaciones distribuidasha servido para demostrar la aplicabilidad de las técnicasde coscheduling en computación distribuida basados en Clusters. / Efforts of this Thesis are centered on constructing a VirtualMachine over a Cluster system that provides the double functionalityof executing traditional workstation jobs as well as distributedapplications efficiently.To solve the problem, two major considerations must be addressed:* How share and schedule the workstation resources (especially the CPU) between the local and distributed applications. * How to manage and control the overall system for the efficient execution of both application kinds. Coscheduling is the base principle used for the sharing andscheduling of the CPU. Coscheduling is based on reducingthe communication waiting time of distributed applicationsby scheduling their forming tasks, or a subset of them atthe same time. Consequently, non-communicating distributedapplications (CPU bound ones) will not be favored by theapplication of coscheduling. Only the performance of distributedapplications with remote communication can be increasedwith coscheduling.Coscheduling techniques follow two major trends: explicitand implicit control. This classification is based on theway the distributed tasks are managed and controlled. Basically,in explicit-control, such work is carried out by specializedprocesses and (or) processors. In contrast, in implicit-control,coscheduling is performed by making local scheduling decisionsdepending on the events occurring in each workstation.Two coscheduling mechanisms which follow the two differentcontrol trends are presented in this project. They alsoprovide additional features including usability, good performancein the execution of distributed applications, simultaneousexecution of distributed applications, low overhead andalso low impact on local workload performance. The designof the coscheduling techniques was mainly influenced bythe optimization of these features.An implicit-control coscheduling model is also presented.Some of the features it provides include collecting on-timeperformance statistics and the usefulness as a basic schemefor developing new coscheduling policies. The presentedimplicit-control mechanism is based on this model.The good scheduling behavior of the coscheduling models presentedis shown firstly by simulation, and their performance comparedwith other coscheduling techniques in the literature. Agreat effort is also made to implement the principal studiedcoscheduling techniques in a real Cluster system. Thus,it is possible to collect performance measurements of thedifferent coscheduling techniques and compare them in thesame environment. The study of the results obtained willprovide an important orientation for future research incoscheduling because, to our knowledge, no similar work(in the literature) has been done before. Measurements in the real Cluster system were made by usingvarious distributed benchmarks with different message patterns:regular and irregular communication patterns, token rings,all-to-all and so on. Also, communication primitives suchas barriers and basic sending and receiving using one andtwo directional links were separately measured. By usingthis broad range of distributed applications, an accurateanalysis of the usefulness and applicability of the presentedcoscheduling techniques in Cluster computing is performed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/3029 |
| Date | 24 July 2002 |
| Creators | Solsona Tehàs, Francesc |
| Contributors | Hernández Budé, Porfidio, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Informàtica |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
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