DTS: un entorno de planificación distribuido de bajo coste

Abstract

El objetivo principal de nuestro trabajo es proporcionar mediante una NOW (Networks of Workstations), compuesta por estaciones Unix no dedicadas y heterogéneas, un entorno donde se puedan ejecutar eficientemente tanto aplicaciones de usuario o interactivas, como paralelas, implementadas mediante el entorno de programación PVM (Parallel Virtual Machine). La motivación para utilizar las NOW en supercomputación está justificada si tenemos en cuenta su bajo coste, la escasa utilización de sus recursos de cómputo y además, la escalabilidad que proporciona su naturaleza distribuida. Hemos implementado un sistema planificador distribuido denominado DTS (Distributed Scheduler) formado por tres tipos de módulos. El Planificador DTS está compuesto por varios procesos distribuidos entre las diferentes estaciones. La principal función de cada uno de estos planificadores es variar de forma dinámica la cantidad de ciclos de CPU asignados a las tareas paralelas (Periodo Paralelo) dependiendo de la carga interactiva global y de la potencia de cálculo de todas las estaciones de la NOW. CALC LOAD es el módulo responsable de registrar la carga en cada estación. Finalmente, con el fin de monitorizar y supervisar el estado del sistema se ha implementado un módulo, denominado CONDTS que actúa como cónsola del sistema DTS. En aplicaciones con un elevado volumen de comunicaciones, el desfase en el inicio de cada Periodo Paralelo entre las diferentes estaciones puede provocar un elevado overhead. Hemos implementado un algoritmo de sincronización, basado en sockets, que resuelve el problema del desfase y que además, teniendo en cuenta la carga media de las aplicaciones de usuario de la NOW, asigna el mismo intervalo paralelo a todas las estaciones. El correcto funcionamiento del sistema DTS se ha verificado ejecutando tres benchmarks paralelos de la NAS suite, ep, is y mg. Cada uno de los benchmarks de la NAS utilizados es representativo de un tipo diferente de programa paralelo. Los benchmarks se han ejecutado en tres entornos distribuidos distintos: PVM original, DTS sin sincronización y DTS con sincronización. En general, en aplicaciones con un gran volumen de comunicación (is y mg) los resultados obtenidos en los dos modos de operación del DTS, han sido bastante satisfactorios. Así mismo, en la aplicación con un elevado cómputo (ep), el sistema DTS aumenta el rendimiento a medida que se incrementa la carga local de cada estación.