Publicado em: 22/03/2010

Defesa da Dissertação de Mestrado em Sistemas de Computação

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
PROGRAMA DE POS-GRADUAÇÃO EM COMPUTAÇÃO
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DEFESA DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Aluno: Elton Nicoletti Mathias
Orientador: Prof. Dr. Nicolas Bruno Maillard

Titulo: Hierarchical Message Passing through a ProActive/GCM based Runtime
Área de Pesquisa: Sistemas de Computação

Data:  24/03/2010
Hora: 15h30
Local:  Auditório Verde (Castilho)

Banca Examinadora:
Prof. Dr. Luis Gustavo Leão Fernandes (PUCRS)
Prof. Dr. Cláudio Fernando Resin Geyer (UFRGS)
Prof. Dr. Philippe Olivier Alexandre Navaux (UFRGS)

Presidente da Banca: Prof. Dr. Nicolas Bruno Maillard

Resumo:
Computação em grade tem emergiu como uma forma de utilização de recursos geograficamente distribuídos em múltiplas organizações. Devido ao fato de Grids seremaltamente distribuídos e compostos por recursos heterogêneos, a computação em grade tem  dado importância à requisitos específicos, como escalabilidade, desempenho e a necessidade de um modelo de programação adequado. Vários modelos de programação já foram propostos para a computação em grade. Entretanto, até agora, nenhum deles supriu todos os requisitos. Diferentemente, na àrea de alto desempenho em clusters, o modelo de passagem de mensagens se tornou um verdadeiro padrão com um grande número de bibliotecas e applicações legadas.
Este trabalho propõe um framework híbrido que combina os altos desempenho e aceitação do padrão MPI, melhorado com extensões intuitivas para permitir aos desenvolvedores o projeto e desenvolvimento de aplicações em grade ou a gridificação de aplicações já existentes, com a flexibilidade de um runtime baseado em componentes, modelando uma hierarquia de recursos e suportando a comunicação entre clusters. A solução proposta se baseia na adição de comunicadores e uma API adequada à desenvolvedores habituados à MPI, a qual oferece um supporte ao desenvolvimento de aplicações que levam em conta a topologia hierárquica de grades computacionais.
Experimentos realizados com um grupo de applicações com diferentes características (Simulação Baseada no Algoritmo de Monte Carlo, Mergesort e um solver Poisson3D) mostram que a gridificação pode melhorar consideravelmente o desempenho dessas aplicações em ambientes de grade. Ainda que o objetivo deste trabalho não seja competir com distribuições MPI existentes, o desempenho da solução proposta é comparável ao desempenho de MPI, sendo melhor em alguns casos. A partir dos resultados obtidos com o protótipo apresentado, é possível concluir que o custo adicionado pela utilização de componentes não é desprezível, mas dentro do esperado. Entretanto, espera-se que os benefícios para aplicacões de grade devem superar os custos adicionais. Além disso, as extensões à interface MPI oferecem à usuários as abstrações necessárias ao projeto de algorítmos paralelos de forma hierárquica, visando ambientes de grade.

Palavras-Chave: grid computing, grid middleware, programming model, parallel and distributed computing, MPI, ProActive/GCM