Um serviço de cache de disco para grades computacionais entre-pares.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVA, Rafael Ferreira da.
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10970
Resumo: Grades computacionais entre-pares (P2P, do inglês peer-to-peer) são uma infra-estrutura barata e eficiente para a execução de aplicações do tipo "saco-de-tarefas", compostas por um grande número de tarefas que não precisam se comunicar entre si e podem ser executadas independentemente umas das outras. Quando essas aplicações manipulam uma grande quantidade de dados, é crucial que a sobrecarga envolvida com a transferência de dados não impacte o desempenho da aplicação. Felizmente, muitas dessas aplicações apresentam um alto percentual de reuso de dados, seja em uma mesma execução ou em execuções sucessivas, o que permite que uma estratégia de cache seja utilizada para minimizar as perdas de desempenho relacionadas com a movimentação dos dados. Entretanto, implementar um sistema de cache sobre recursos não dedicados e sujeitos à políticas de utilização não necessariamente homogêneas, não é uma tarefa trivial. Neste trabalho nós propomos um mecanismo de gerência de cache de disco que viabiliza o suporte a este tipo de aplicação através da redução da quantidade de transferências entre domínios administrativos. O mecanismo incentiva a colaboração entre os nós que compõem a grade P2P e resulta em uma alocação justa e eficiente do espaço em disco disponibilizado pelos nós. Através de experimentos de simulação, demonstrou-se que o mecanismo é capaz de reduzir a quantidade de transferência de dados entre domínios administrativos e que, em estado de contenção de recursos, nós não-colaboradores (free-riders) são marginalizados em favor dos nós que colaboram com a grade, independentemente da quantidade de nós que compõem o sistema. Por fim, um estudo de caso realizado em uma grade computacional P2P controlada mostrou que o mecanismo é capaz de reduzir a quantidade de transferências que, por conseqüência, reduz o tempo de execução das aplicações, quando comparado à execução sem a utilização do mecanismo de gerência de cache de disco proposto.
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Felizmente, muitas dessas aplicações apresentam um alto percentual de reuso de dados, seja em uma mesma execução ou em execuções sucessivas, o que permite que uma estratégia de cache seja utilizada para minimizar as perdas de desempenho relacionadas com a movimentação dos dados. Entretanto, implementar um sistema de cache sobre recursos não dedicados e sujeitos à políticas de utilização não necessariamente homogêneas, não é uma tarefa trivial. Neste trabalho nós propomos um mecanismo de gerência de cache de disco que viabiliza o suporte a este tipo de aplicação através da redução da quantidade de transferências entre domínios administrativos. O mecanismo incentiva a colaboração entre os nós que compõem a grade P2P e resulta em uma alocação justa e eficiente do espaço em disco disponibilizado pelos nós. Através de experimentos de simulação, demonstrou-se que o mecanismo é capaz de reduzir a quantidade de transferência de dados entre domínios administrativos e que, em estado de contenção de recursos, nós não-colaboradores (free-riders) são marginalizados em favor dos nós que colaboram com a grade, independentemente da quantidade de nós que compõem o sistema. Por fim, um estudo de caso realizado em uma grade computacional P2P controlada mostrou que o mecanismo é capaz de reduzir a quantidade de transferências que, por conseqüência, reduz o tempo de execução das aplicações, quando comparado à execução sem a utilização do mecanismo de gerência de cache de disco proposto.Computational peer-to-peer (P2P) grids are a cheap and efficient platform to run applications such as "bag-of-tasks", consisting of a large number of tasks that do not need to communicate amongst themselves and can be executed independently. When these applications handle a large amount of data, it is crucial that the overhead due to data transfer does not impact application performance. Fortunately, many of these applications have a high rate of data reuse, in the same or in successive runs of the application, which allows a caching strategy to be used, so to minimize the loss of performance related to data movement. However, implementing a caching system atop non-dedicated resources and subject to usage policies that are not necessarily homogeneous is not a trivial task. In this work we propose a mechanism for disk cache management that gives support to this type of application by reducing the number of transfers amongst administrative domains. The mechanism promotes collaboration amongst the peers forming the P2P grid and results in a fair and efficient allocation of the disk space provided by the peers. Through simulation experiments, we demonstrated that the mechanism has reduced the amount of data transfers amongst administrative domains and during resource contention free-riders are marginalized in favor of collaborators, regardless of the number of nodes that comprise the system. Finally, a case study executed over a controlled P2P computational grid showed that the mechanism has reduced the amount of transfers, which consequently reduced the execution times of the applications when compared to the execution of the same applications without using the disk cache management mechanism proposed.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOUFCGBrasileiro, F.V.http://lattes.cnpq.br/5957855817378897LOPES, Raquel Vigolvino.LOPES, R. 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