Grid Computing DCC/FCUP Inês Dutra sala: 1.47

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1 Grid Computing DCC/FCUP Inês Dutra ines@dcc.fc.up.pt sala: 1.47

2 Organização da disciplina
url: Ementa: grids computacionais e grids de dados: implementação e utilização Avaliação: 1 exame e 1 trabalho Bibliografia: Grid Computing: Making the Global Infrastructure a Reality, F. Berman, G. C. Fox and A. J. G. Hey editors, Wiley, 2003, ISBN The Grid 2: Blueprint for a New Computing Infrastructure (The Elsevier Series in Grid Computing) by Ian Foster and Carl Kesselman (Hardcover - Nov 18, 2003) Artigos diversos (vão estar na página do curso) DCC/FCUP Grid Computing

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O que é um cluster? De forma geral, é um aglomerado de máquinas conectadas em uma rede local ou dedicadas NOWs (Network of Workstations) algumas vezes não são consideradas clusters No nosso contexto, consideraremos cluster como qq aglomerado de máquinas em rede local com serviços básicos de rede (ssh, nfs etc) DCC/FCUP Grid Computing

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Clusters Nível de usuário: políticas de utilização gerenciadores de recursos interface com o usuário Nível de administração: gerência de hardware gerência de software DCC/FCUP Grid Computing

5 DCC/FCUP Grid Computing
O que é um grid? Um conjunto de clusters? Mais do que isso: Organização virtual que permite a aglomeração de recursos que estão distantes geograficamente Recursos podem ser: máquinas, dados, instrumentos etc DCC/FCUP Grid Computing

6 DCC/FCUP Grid Computing
Grids Nível de usuário: políticas de utilização gerenciadores de recursos locais Gerenciadores de recursos globais Monitoração Autenticação Certificação interface com o usuário Nível de administração (local e global): gerência de hardware gerência de software DCC/FCUP Grid Computing

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Diffs DCC/FCUP Grid Computing

8 DCC/FCUP Grid Computing
Por que Grid? Várias razões: Científicas Políticas Econômicas Sociais DCC/FCUP Grid Computing

9 Plataformas de computação paralela e distribuída
Execução eficiente de aplicações intensivas em dados ou computação Tipos de ambientes: HPC (High Performance Computing) HTC (High Throughput Computing) Exs de apps HPC: meteorologia, processamento matemático em geral Exs de apps HTC: HEP, bioinformática, finanças etc DCC/FCUP Grid Computing

10 DCC/FCUP Grid Computing
Tipos de plataformas IBM sp2, SGI Origin 2000 Beowulf clusters NQE High spped networks More: Instruments BDs PBS Condor DCC/FCUP Grid Computing

11 DCC/FCUP Grid Computing
Exemplos de RMSs DCC/FCUP Grid Computing

12 NQE (Network Queue Environment)
DCC/FCUP Grid Computing

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NQE snow ./prog.out DCC/FCUP Grid Computing FTA: File Transfer Agent NQS: Networking Queueing System

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NQE user commands cevent  Posts, reads, and deletes job-dependency event information. cqdel  Deletes or signals to a specified batch request. cqstatl   Provides a line-mode display of requests and queues on a specified host cqsub  Submits a batch request to NQE. ftua  Transfers a file interactively (this command is issued on an NQE server only). ilb  Executes a load-balanced interactive command. nqe Provides a graphical user interface (GUI) to NQE functionality. Commands issued on an NQE server only: qalter  Alters the attributes of one or more NQS requests qchkpnt  Checkpoints an NQS request on a UNICOS, UNICOS/mk, or IRIX system qdel  Deletes or signals NQS requests qlimit  Displays NQS batch limits for the local host qmsg  Writes messages to stderr, stdout, or the job log file of an NQS batch request qping  Determines whether the local NQS daemon is running and responding to requests qstat  Displays the status of NQS queues, requests, and queue complexes qsub  Submits a batch request to NQS rft  Transfers a file in a batch request DCC/FCUP Grid Computing Fonte:

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SGE (Sun Grid Engine) Um único recurso pode desempenhar Mais de uma atividade DCC/FCUP Grid Computing

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SGE Comandos similares aos do NQE Exemplo: g.job #!/bin/csh gaussian < testDFT.in To run: qsub –pe smp 4 –M –m ae –r n g.job Ou... DCC/FCUP Grid Computing

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SGE Arquivo g.job #!/bin/csh #$ -pe smp 4 #$ -M #$ -m ae #$ -r n gaussian < testDFT.in To run: qsub g.job DCC/FCUP Grid Computing

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SGE Usuário pode especificar requisitos (tipo de cpu, qtde de disco, memória etc) SGE registra a tarefa, requisitos e informação de controle (usuário, grupo, depto, data/hora de submissão etc) Possui um planejador de execução de tarefas Assim que uma fila fique disponível, SGE lança a execução de uma das tarefas que estão aguardando A tarefa com > prioridade ou > tempo de espera, segundo a configuração do planejador de tarefas Se houver várias filas dsponíveis escolhe a menos carregada Podem haver várias filas por cluster DCC/FCUP Grid Computing

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SGE Políticas de planejamento: Baseada em tickets (Usuário) Qto + tickets um usuário tiver, > a sua prioriade Tickets são atribuídos de forma estática de acordo com a política de filas e prioridades atribuídos a cada usuário Baseada em urgência (tarefas) Hora limite para terminar a tarefa (que pode ser estipulada pelo usuário) Tempo de fila da tarefa Recursos requisitados Personalizada: permite a atribuição arbitrária de prioridade às tarefas (similar ao nice) DCC/FCUP Grid Computing

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SGE Ciclo de vida de uma tarefa: Submissão Master armazena tarefa e informa planejador Planejador insere a tarefa na fila apropriada Master envia tarefa ao host correspondente Antes de executar, o daemon de execução: Troca para o diretório da tarefa Inicializa o ambiente (variáveis) Inicializa o conjunto de processadores Muda o uid para o uid do dono da tarefa Inicializa limites de recursos do processo Coleta info de contabilidade Ao terminar estes passos, armazena a tarefa à sua base de dados e espera que a tarefa termine Uma vez que a tarefa esteja terminada, avisa ao master e elimina a entrada da base de dados. DCC/FCUP Grid Computing

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SGE Alguns comandos: qconf: config do cluster qsub: submissão de tarefas qdel: eliminar tarefas qacct: estatísticas de utilização qhost: inspeciona estado dos hosts qstat: inspeciona estado das filas DCC/FCUP Grid Computing

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SGE GUI DCC/FCUP Grid Computing

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SGE GUI DCC/FCUP Grid Computing

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Condor It is a specialized job and resource management system. It provides: Job management mechanism Scheduling Priority scheme Resource monitoring Resource management DCC/FCUP Grid Computing

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Condor The user submits a job to an agent. The agent is responsible for remembering jobs in persistent storage while finding resources willing to run them. Agents and resources advertise themselves to a matchmaker, which is responsible for introducing potentially compatible agents and resources. At the agent, a shadow is responsible for providing all the details necessary to execute a job. At the resource, a sandbox is responsible for creating a safe execution environment for the job and protecting the resource from any mischief. DCC/FCUP Grid Computing

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Condor Matchmaker ClassAds Plan of jobs job User Problem Solver Agent Resource claim Shadow Sandbox Details of the job Environment Job DCC/FCUP Grid Computing

27 Condor Gateway Flocking
Gateway pass information about participants between pools, M(A) sends request to M(B) through gateways, M(B) returns a match DCC/FCUP Grid Computing

28 Condor Direct Flocking
A also advertises to Condor Pool B DCC/FCUP Grid Computing

29 DCC/FCUP Grid Computing
RMSs Cada um possui sua própria interface Não proporcionam integração Falta de interoperatividade Requerem habilidades específicas de administração Incrementam custos operacionais Geram sobre-aprovisionamento e desbalanceamento global de carga DCC/FCUP Grid Computing

30 Parte da infra-estrutura de produção
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