Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho.

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2 Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

3 Roteiro IntroduçãoIntrodução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

4 Introdução Histórico -Surgiu em meados dos anos 90 -Laboratório de Argonne/EUA O que é? -Integração de recursos computacionais dispersos interligados em rede 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. Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

5 Roteiro Introdução ArquiteturaArquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

6 Organizada em camadas -Camada de Aplicação -Camada de Coletividade -Camada de Recursos -Camada de Conectividade -Camada de Estrutura Arquitetura Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

7 Camada de Estrutura Responsável pelo controle de acesso aos recursos Recursos Computacionais Recursos de Armazenamento Recursos de Rede Arquitetura Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

8 Arquitetura Camada de Conectividade Definição dos protocolos de autenticação e comunicação Troca de dados entre recursos da camada de estrutura Segurança Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

9 Arquitetura Camada de Recursos Compartilhamento de recursos entre usuários Controle do tempo de uso dos recursos Protocolos -Informação -Gerenciamento Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

10 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 Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

11 Arquitetura Camada de Aplicação Aplicações dos usuários Ferramentas para evitar a desconexão do usuário com a grade Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

12 Roteiro Introdução Arquitetura CaracterísticasCaracterísticas Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

13 Características Larga Escala Escalabilidade Heterogeneidade Distribuição Geográfica Compartilhamento de Recursos Qualidade de Serviço Controle Distribuído Alta Disponibilidade Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

14 Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de EscalonamentoAlgoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

15 Escalonamento Três fases principais: -Descoberta de Recursos -Seleção do Sistema -Execução da Tarefa Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

16 Algoritmos de Escalonamento Dynamic FPLTF Workqueue with Replication (WQR) XSufferage Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

17 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. Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

18 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 Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

19 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 Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

20 Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de GradesTipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

21 Tipos de Grades Grades Computacionais Grades de Dados Grades de Redes Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

22 Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades ProjetosProjetos Aplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

23 Projetos Globus Serviços -Controle de aplicações -Descoberta de recursos -Transferência de dados -Segurança Submissão e controle de tarefas via GRAM (Globus Resource Allocation Manager) Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

24 Projetos Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II Funcionamento do GRAM GRAM Client Gatekeeper Globus Security Infrastructure Job Manager Local Resource Manager MDS (Metacomputing Directory Service) MDS (Metacomputing Directory Service) GRAM Reporter Requisita Recurso Autenticação Aloca e cria processos Solicita a informação do estado atual do recurso Atualiza as informações Monitoramento e controle Criação do Job Manager Troca informações com o cliente

25 Projetos Condor Poder computacional a médio e longo prazo Possui mecanismo de Checkpoint Tarefas alocadas pelo Matchmaker Condor-G -Utiliza recursos via Globus Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

26 Projetos Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II Consumidor Provedor de Recursos Matchmaker Requisita recurso Oferece recurso Protocolo de reivindicação Notificações

27 Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos AplicaçõesAplicações Conclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

28 Aplicações Saúde BIRN (Biomedical Informatics Research Network) -Biologia computacional -Estudo de Genomas -Neurociência -Etc. Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

29 Aplicações Ciências Meteorológicas Earth System Grid (ESG) -Simulações Climáticas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

30 Aplicações Engenharia Network for Earthquake Engineering Simulation (NEESit) - Simulação de terremotos e outros eventos Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

31 Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações ConclusãoConclusão Perguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

32 Conclusões Área em expansão Presente em grandes empresas Futuro: Serviço público tradicional Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

33 Roteiro Introdução Arquitetura Características Algoritmos de Escalonamento Tipos de Grades Projetos Aplicações Conclusão PerguntasPerguntas Thiago Soares de Carvalho – Grades Computacionais – Redes de Computadores II

34 Pergunta 1 1) Qual é a funcionalidade do Serviço de Diretório presente na Camada de Coletividade da arquitetura das grades ?

35 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.

36 Pergunta 2 2) Em que se baseia o algoritmo XSufferage para escalonar uma tarefa ?

37 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.

38 Pergunta 3 3) O que é uma Grade de Dados ?

39 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.

40 Pergunta 4 4) Qual é a função do mecanismo de Checkpoint do Condor ?

41 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.

42 Pergunta 5 5) Grade computacional é a solução para qualquer problema computacional que envolve alto desempenho? Justifique sua resposta.

43 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.

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