Programação Distribuída e Paralela

Programação Distribuída e Paralela
Grid Computing Bibliografia: Architectural Models for Resource Management in the Grid – Rajkumar Buyya, Steve Chapin, David DiNucci Weaving Electrical and Computational Grids: How Analogous Are They? – Rajkumar Buyya, Madhu Chetty The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure – Ian Foster, Carl Kesselman Não fala se é ele que propõe os modelos ou se são existentes, amplamente adotados Faz um comparativo, detecta analogias entre os 2 grids O livro, do qual retirei exemplos de modelo hierárqiuico e outras informações Programação Distribuída e Paralela

Gerência de Recursos no Grid
Encontrar os recursos computacionais Negociar a alocação dos recursos Alocar o recurso à tarefa Desalocar (liberar) o recurso - Encontar: resource discovery - Negociar: acessar, acertar tarifas, escalonar - Alocar: encontrar, disparar trabalho, monitorar - Desalocar: liberar, coletar resultado, fechar conexões Programação Distribuída e Paralela

Modelos para Gerência de Recursos
Hierárquico Proprietário Abstrato De Mercado Programação Distribuída e Paralela

Modelo Hierárquico Proposto pelo GRID FORUM ( Modelo baseado em componentes ativos e passivos Exemplos de utilização: Globus, AppLeS, Legion, Ninf Programação Distribuída e Paralela

Modelo Hierárquico Componentes passivos: Resources: elementos computacionais Tasks: tarefas computacionais realizáveis pelos recursos Jobs: conjunto de atividades necessárias para produção de um resultado Schedules: mapeamento das tarefas para os recursos computacionais Programação Distribuída e Paralela

Modelo Hierárquico Componentes Ativos: Schedulers: escalonadores de trabalhos Information Services: bancos de informação sobre os componentes do sistema Domain Control Agents: controlador de um conjunto de recursos Deployment Agents: negociador entre o Domain Control Agent e o usuário solicitante do recurso - Schedulers: controlam a distribuição de tarefas para cada recurso, de acordo com a disponibilidade de política de acesso do recurso - Information Services: bancos de dados que contém informações sobre trabalhos, recursos, capacidades computacionais, localização de agentes, disponibilidade de banda, etc. Pode ser implementado por exemplo com LDAP, podem ser distribuídos - Domain Control Agents: controladores locais de recursos, gerenciam recursos de um determinado site. Ex. Globus GRAM - Deployment Agents: Negociadores entre os controladores locais de recursos (domain control agents) e o solicitante do trabalho. Trata de negociar, obter os recursos e iniciar a execução das tarefas Programação Distribuída e Paralela

Modelo Hierárquico Componentes Ativos (cont.): Users: elementos que submetem tarefas computacionais Admission Control Agents: controlam o acesso de tarefas a um determinado recurso Monitors: monitoram o andamento de execução de uma tarefa Job Control Agents: controladores do andamento, localização e coordenação dos recursos que executam um determinado trabalho - Users: usuários podem ser tanto humanos como outros sistemas ou mesmo tarefas distribuídas - Admission Control Agents: verificam se existe a possibilidade de execução de um trabalho em um site ou recurso, de acordo com as políticas de acesso locais ou com a capacidade computacional do recurso - Monitors: Obtém continuamente o status das tarefas em execução, fornecendo essas informações aos escalonadores, controladores de domínio e usuários (se for o caso) - Job Control Agents: controlam a execução de trabalhos, monitoram o andamento e a localização, coordenam os recursos computacionais envolvidos na execução de um determinado trabalho Programação Distribuída e Paralela

Modelo Hierárquico schedule scheduler user job control schedule admission control schedule grid structure job information service deployment agent task task monitor resource domain resource manager Programação Distribuída e Paralela

Modelo Hierárquico Gerência de Recursos no Globus (GRAM) broker application information service GRAM: Globus Resource Allocation Manager - Broker: job and admission controls - Co-allocator: scheduler and deployment agents - Local Resource Manager: local scheduler and monitoring local resource manager resources co-allocator Programação Distribuída e Paralela

Modelo Proprietário Abstrato
Modelo baseado em uma generalização do funcionamento de um estabelecimento comercial (order  delivery) Organizado em forma de entidades, onde cada uma realiza uma tarefa específica Não utilizado ainda na prática Programação Distribuída e Paralela

Modelo Proprietário Abstrato
broker job shop resources task pickup window deliver agent executor to do work list task manager user - Broker: trata de encontrar e gerenciar as requisições às diversas “job shops” presentes em um grid e também das políticas de acesso às job shops - Sales agent: encontra o melhor recurso para satisfazer a requisição do cliente, pode tratar também da negociação de tarifas - Deliver agent: trata de repassar o resultado da tarefa ao cliente - Job Shop: elemento que age como o gerente local, verifica a disponibilidade dos recursos, aloca-os às tarefas, monitora a execução e coordena o envio das respostas. - Windows: não são necessariametne elementos, são abstrações de entrada de requisições/coleta de resultados. Podem ser um protocolo, um elemento de linguagem ou mesmo um mero pacote. order window sales agent estimator Programação Distribuída e Paralela

Modelo de Mercado Similar ao modelo Proprietário Abstrato Considera que os elementos do Grid podem cobrar pela utilização dos recursos Baseado em uma estrutura similar a um provedor de serviço de telecomunicações Exemplos de utilização: Nimrod G+, JavaMarket, JaWS, Myriposa Programação Distribuída e Paralela

Modelo de Mercado Grid Resource Broker: Job Control Agent: trata da geração de trabalhos, manutenção de status e interação com o usuário Schedule Advisor: seleção, atribuição e escalonamento de trabalhos aos recursos Grid Explorer: procura de recursos disponíveis na estrutura do Grid Trade Manager: negocia os custos de acesso aos recursos Deployment Agent: negocia conexão e faz o despacho dos trabalhos - Job Control Agent: similar ao modelo hierárquico - Schedule Advisor: análogo ao escalonador do modelo hierárquico - Grid Explorer: é o “resource discovery”, conversa com o servidor de informações - Trade Manager: negocia o preço e a forma de pagamento do recurso utilizado - Deployment Agent: análogo ao do modelo hierárquico Programação Distribuída e Paralela

Modelo de Mercado Grid Middleware: Trade Server: faz a mediação da negociação entre o Broker e o Gerente de Recursos Accounting System: cuida da tarifação de acordo com o recurso e com a tarefa solicitada Billing Algorithms: algoritmos de cálculo de valores a serem cobrados por recurso/tarefa Information Service: bancos de informação sobre os componentes do Grid - Trade Server: calcula o preço do serviço solicitado - Accounting System: utiliza os algoritmos de cobrança para calcular e estabelecer os custos da execução do serviço - Information Server: análogo aos outros Programação Distribuída e Paralela

Modelo de Mercado Domain Resource Manager Resource Allocator: aloca tarefas aos recursos Resource Reservation Service: negocia a reserva de recursos para trabalhos futuros ou uma margem de segurança de recursos disponíveis Health Monitor: monitora o andamento da execução das tarefas e dos outros componentes - Resource Allocator: Escalonador e controlador da política local de acesso - Resource Reservation Service: utiliza protocolos como RSVP para alocar recursos para trabalhos a serem executados ou estabelecer margens de segurança de recursos disponíveis durante a execução de determinadas tarefas - Health Monitor: análogo ao monitor do modelo hierárquico Programação Distribuída e Paralela

Modelo de Mercado information service broker grid explorer middleware trade server accounting system job control agent schedule advisor billing algorithms user trade manager health monitor resource reservation resource allocator deployment agent domain resource manager Programação Distribuída e Paralela

Analogia Grid Computacional x Grid Elétrico
Comparativo entre os dois Grids Introdução O Grid Elétrico O Grid Computacional Comparações Não é uma boa analogia, seria melhor comparar o grid computacional ao grid telefônico Programação Distribuída e Paralela

Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional Recursos Heterogêneos: vários tipos de usinas Heterogêneos: MPPs, clusters, redes de estações Rede Cabo metálico aéreo ou subterrâneo Cabo metálico, fibra ótica, rádio ou satélite Controles da Rede Controles de voltagem, carga e do circuito Controles de tráfego, banda, taxas de erro, tempo de resposta, roteamento Programação Distribuída e Paralela

Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional Tipos de Carga Indutiva ou Resistiva (pouca importância) Conforme tipo da aplicação (muita importância) Tipos de Rede Transmissão e Distribuição Local Area, Wide Area Agregação de Recursos Plug and Play, até uma carga máxima estipulada Dependente da disponibilidade, política de acesso, carga da rede Programação Distribuída e Paralela

Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional Acesso Universal Heterogêneo: vários protocolos Interconexão Geralmente em anel de transmissão WANs, internet Limite de Capacidade Dado pelas linhas e equipamentos de distribuição Dependente da capacidade dos recursos e das redes de interconexão Programação Distribuída e Paralela

Parâmetro Grid Elétrico Grid Computacional Tolerância a Falhas Duplicação física, equipamentos de proteção Duplicação física ou lógica de elementos QoS Taxa de interrupções, flutuação Em geral bastante aleatória, mas pode ser negociada Cobrança Medição no consumidor, regras de tarifação fixas Medição e regras de tarifação implementadas no fornecedor do recurso Programação Distribuída e Paralela

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