BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.1/29

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.1/29"

Natalia Méndez Aguirre
hace 8 años
Vistas:

1 BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL Javier Bustos Jiménez Departamento de Ciencias de la Computación (DCC) Universidad de Chile. jbustos@dcc.uchile.cl BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.1/29

Computación (DCC) Universidad de Chile. jbustos@dcc.uchile.cl .

2 Menú Sistemas Distribuídos (el presente) y Grid Computing (el futuro) Balance de Carga Sistemas de Balance de Carga Dinámico Robin Hood BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.2/29

Balance de Carga Dinámico Robin Hood BALANCE DE CARGA

3 Qué es un Sistema Distribuído?... (Imaginarse un Sistema Distribuído) BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.3/29

4 Qué es un Sistema Distribuído? BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.4/29

5 Qué es un Sistema Distribuído? BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.5/29

6 Sistemas Distribuídos: Definición Conjunto de procesadores Un usuario puede ingresar a cualquier nodo Acceso a un nodo del nodo Acceso a todos los recursos El usuario está conciente de las capacidades del nodo. El nodo pertenece a un solo dominio de aplicación. Comúnmente entre nodos, estáticos. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.6/29

de las capacidades del nodo. El nodo pertenece a un solo dominio de aplicación.

7 Grid: Definición Conjunto de recursos Un usuario puede acceder al conjunto, pero no a los nodos Un usuario tiene un mínimo conocimiento sobre cómo funciona el recurso Los recursos pueden pertencer a varios dominios (abstracciones) de aplicación. Comúnmente posee mas de 100 elementos, dinámicos. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.7/29

pueden pertencer a varios dominios (abstracciones) de aplicación.

8 Comparación NIVEL ABSTRACTO NIVEL FISICO Sistemas distribuídos Objetos? Grid BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.8/29

9 Balance de Carga: Definición Balance de carga es una técnica que acrecenta los recursos, explotando el paralelismo, y acortando el tiempo de respuesta mediante una distribución apropiada de la aplicación ( History-driven dynamic load balancing for recurring applications on network of workstations, M. Bozyigita). BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.9/29

de la aplicación ( History-driven dynamic load balancing for recurring applications on network of

10 Balance de Carga: Motivación El universo tomó miles de millones de años en encontrar una configuración que optimice su energía y aún así se sigue expandiendo BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.10/29

11 Balance de Carga: Feedback... (piensen en alguna forma de realizar un balance de 10 procesos en n nodos, qué información necesitan?) BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.11/29

12 Balance de Carga: Complejidad Teóricamente se ha demostrado que una distribución de trabajos óptima en balance de carga es un problema de complejidad NP-completo, y de complejidad polinomial para un esquema dinámico. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.12/29

complejidad NP-completo, y de complejidad polinomial para un esquema

13 Balance de Carga: Esquemas Existen dos líneas de investigación sobre balance de carga: Estático y Dinámico El balance de carga estático se caracteriza por un conocimiento previo de la aplicación, las características del sistema y las cargas de trabajo total que se desea paralelizar. El balance de carga dinámico se puede adaptar a los cambios que se presenten en el sistema, acorde a un protocolo propuesto para detectar y enfrentar esos cambios. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.13/29

14 Balance de Carga: Esquemas Existen dos líneas de investigación sobre balance de carga: Estático y Dinámico El balance de carga estático es de bastante utilidad en problemas de computación paralela (como la multiplexión de ecuaciones diferenciales en una cierta cantidad de procesadores) y de técnicas de rutas de paquetes. El balance de carga dinámico es requerido en una variedad de problemas de las ciencias de la computación, como sistemas operativos, problemas de optimización combinatorial y en general problemas de paralelismo en que no se conoce a priori la naturaleza de los trabajos a paralelizar. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.14/29

El balance de carga dinámico es requerido en una variedad de problemas de las ciencias de la computación, como sistemas operativos, problemas de optimización combinatorial

15 Balance de Carga: Comparación Characterics Abstractor Application Unit Loader Pre knowledge Base Dynamic Application Information Characterics Abstractor Application Unit Loader Pre knowledge Base BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.15/29

16 Balance de Carga... estático? preemptive scheduling in distribuited systems was rare, if not non-existent ( Preemptive Scheduling for Distribuited Systems, Donald McLaughlin) BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.16/29

non-existent ( Preemptive Scheduling for Distribuited Systems,

17 Balance de Carga... estático? preemptive scheduling in distribuited systems was rare, if not non-existent ( Preemptive Scheduling for Distribuited Systems, Donald McLaughlin) No contaba con los Objetos Activos: Objetos con un thread asociado y la capacidad de migrar de un nodo a otro durante su ejecución. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.17/29

Scheduling for Distribuited Systems, Donald McLaughlin) No contaba con los Objetos Activos:

18 Balance de carga DINÁMICO CONDOR PLRM CAPE BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.18/29

19 Condor Scheduler centralizado para sistemas distribuídos que posee: Un buscador de recursos Una cola de trabajos Un scheduler Un checkpoint/restart (en caso de error) Migración de procesos llamadas a procesos remotos BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.19/29

checkpoint/restart (en caso de error) Migración de procesos llamadas a

20 Condor BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.20/29

21 PLRM Periodical Load Rebalancing Model Utiliza un monitor para ver las cargas en el ambiente Utiliza un distribuidor de tareas (centralizado) Usa RMI y serialización para enviar las tareas de una JVM a otra. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.21/29

22 PLRM BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.22/29

23 CAPE Communicating Autonomous Programs Enviroment. Librería de Java para procesamiento paralelo. Sincronización Peer to Peer usando Objetos Activos Utiliza Mensajes Asíncronos Un objeto activo por nodo realiza un broadcast de su carga al resto de los objetos activos Cada nodo sabe la carga de TODOS los demás BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.23/29

24 Problemas? Principales problemas de los esquemas existentes: Arquitectura centralizada: cuello de botella. Broadcast de cargas: saturación de la red. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.24/29

25 Robin Hood: Presentación Robin Hood: An Active Objects Load Balancing Mechanism for Intranet (Por aparecer en VII Workshop de Sistemas Distribuidos) Trabajo conjunto entre DCC, Universidad de Chile e INRIA, Sophia-Antipolis (Francia). Basado en dos principios: 1. Cada nodo conoce sólo su propia carga 2. Procesos en un nodo con alta carga (ricos) migrarán a nodos con baja carga (pobres). BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.25/29

26 Robin Hood: Algoritmo Se utiliza un canal Multicast para la comunicación entre nodos, el algoritmo es: Si un nodo está con carga baja, envía un mensaje al canal indicando su dirección (o referencia). Si un nodo está con carga alta, escucha desde el canal buscando algún nodo con carga baja, de ser así migra sus procesos hacia esos nodos. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.26/29

27 Robin Hood: Esquema a) A B b) A "A" B load=70% load=70% load=50% load=70% "poor" node C D C D load=70% load=70% load=70% load=70% c) A "A" B d) A B load=50% load=70% load=75% load=70% "poor" node C "A" D C D load=70% "A" load=95% load=70% load=70% "rich" node BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.27/29

28 Robin Hood: Resultados Esperados Se pretende lograr una mejora en cuanto a tolerancia a fallas y asignación de recursos si se utiliza el algoritmo Robin Hood para el balance de carga dinámico. BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.28/29

29 FIN Preguntas. URL a visitar: BALANCE DE CARGA DINAMICO, ROBUSTO, NO CENTRALIZADO, EFICIENTE... Y ÚTIL p.29/29

Documentos relacionados

Universidad de Antioquia Juan D. Mendoza V.

Universidad de Antioquia Juan D. Mendoza V. El router es una computadora diseñada para fines especiales que desempeña un rol clave en el funcionamiento de cualquier red de datos. la determinación del mejor