Net Topo: uma Abstração da Topologia de Rede para Escalonamento para Aplicações Paralelas e Distribuídas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Hubner, Thales Alexandre Zirbel
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/202443
Resumo: TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Ciências da Computação.
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spelling Net Topo: uma Abstração da Topologia de Rede para Escalonamento para Aplicações Paralelas e Distribuídastopologia de redebalanceamento de cargaaplicações paralelasTCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Ciências da Computação.A repartição de trabalho em ambientes distribuídos é um problema relevante em aplicaçõescomo simulações sísmicas, dinâmica molecular e previsão de tempo, pois estas possuem com-portamento dinâmico, gerando desbalanceamento de carga no sistema. Uma das maneiras deresolver esse problema é a utilização de balanceadores de carga dinâmicos, cuja função é redu-zir o tempo de execução da aplicação através de uma distribuição de tarefas mais homogênea.Uma alocação de tarefas que leva em consideração a topologia da rede pode reduzir latências decomunicação e efeitos de contenção alocando tarefas que se comunicam próximas uma da ou-tra. Entretanto, poucos balanceadores consideram a topologia do sistema de maneira dinâmica,devido à dificuldade do balanceador de obter informações de topologia de rede, como distânciae proximidade de tarefas, e de levá-las em consideração para o remapeamento de tarefas.Este trabalho desenvolveu a Net Topo, uma abstração da topologia de rede que facilita o acessoa informações de topologia da rede e a utilização destas para distribuição de tarefas. Ela oferecefunções de proximidade e distância entre nós na rede com foco em melhorar a repartição detrabalho. Foram implementadas algumas opções de inicialização da estrutura e foi propostauma forma de arquivar a informação de topologia.A comprovação do funcionamento da Net Topo se deu através de testes com umbenchmarksin-tético para balanceamento de carga. Uma estratégia de balanceamento de carga foi modificadapara utilizar a abstração elaborada e, quando comparada com a original, não só teve sobrecustonegligenciável mas apresentou benefícios na inicialização e na velocidade da estrutura. Por ar-quivar as informações de topologia para execuções futuras, a Net Topo permitiu uma reduçãode 97% no tempo de inicialização de topologia. O desempenho da abstração foi avaliado em di-ferentes escalas, mostrando que a Net Topo consegue apresentar boa escalabilidade na maioriadas suas funções.A repartição de trabalho em ambientes distribuídos é um problema relevante em aplicaçõescomo simulações sísmicas, dinâmica molecular e previsão de tempo, pois estas possuem com-portamento dinâmico, gerando desbalanceamento de carga no sistema. Uma das maneiras deresolver esse problema é a utilização de balanceadores de carga dinâmicos, cuja função é redu-zir o tempo de execução da aplicação através de uma distribuição de tarefas mais homogênea.Uma alocação de tarefas que leva em consideração a topologia da rede pode reduzir latências decomunicação e efeitos de contenção alocando tarefas que se comunicam próximas uma da ou-tra. Entretanto, poucos balanceadores consideram a topologia do sistema de maneira dinâmica,devido à dificuldade do balanceador de obter informações de topologia de rede, como distânciae proximidade de tarefas, e de levá-las em consideração para o remapeamento de tarefas.Este trabalho desenvolveu a Net Topo, uma abstração da topologia de rede que facilita o acessoa informações de topologia da rede e a utilização destas para distribuição de tarefas. Ela oferecefunções de proximidade e distância entre nós na rede com foco em melhorar a repartição detrabalho. Foram implementadas algumas opções de inicialização da estrutura e foi propostauma forma de arquivar a informação de topologia.A comprovação do funcionamento da Net Topo se deu através de testes com umbenchmarksin-tético para balanceamento de carga. Uma estratégia de balanceamento de carga foi modificadapara utilizar a abstração elaborada e, quando comparada com a original, não só teve sobrecustonegligenciável mas apresentou benefícios na inicialização e na velocidade da estrutura. Por ar-quivar as informações de topologia para execuções futuras, a Net Topo permitiu uma reduçãode 97% no tempo de inicialização de topologia. O desempenho da abstração foi avaliado em di-ferentes escalas, mostrando que a Net Topo consegue apresentar boa escalabilidade na maioriadas suas funções.Florianópolis, SC.Freitas, Vinicius Marino Calvo Torres deCastro, Márcio BastosUniversidade Federal de Santa CatarinaHubner, Thales Alexandre Zirbel2019-12-07T21:28:23Z2019-12-07T21:28:23Z2019-07-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis80application/pdfhttps://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/202443info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSC2019-12-07T21:28:46Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/202443Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732019-12-07T21:28:46Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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