Implementación de algoritmos de planificación para clústers heterogéneos

Abstract

En la actualidad existen numerosos problemas de gran escala computacional, que no son capaces de resolverse utilizando un único computador. Para hacer frente a este problema se ha desarrollado la computación con clústeres. Un clúster es un conjunto de computadores o nodos que están conectados entre sí y trabajan juntos de manera coordinada para resolver un problema. Cada nodo o computador de un clúster se corresponde con una máquina distinta con unas determinadas prestaciones y que, por lo tanto, se comporta de manera diferente. Este conjunto de máquinas se conoce como clúster heterogéneo. Para la coordinación de los nodos, es necesario un software que distribuya toda la carga de trabajo entre los distintos computadores de la forma más eficiente posible. El software encargado de distribuir el trabajo entre los nodos del clúster se llama planificador, y tomando como referencia un algoritmo de planificación, determina que trabajo es destinado a cada nodo y lo planifica. Existen una gran multitud de algoritmos de planificación que toman decisiones en función de distintas políticas y heurísticos. El objetivo es elegir una serie de algoritmos de planificación e implementarlos en IRMaSim, un simulador desarrollado por la Universidad de Cantabria que es capaz de imitar el comportamiento de un clúster cuando le llega una carga de trabajo. Tras implementarlos, se llevarán a cabo simulaciones reales con cada uno de los planificadores y se compararán y evaluarán los resultados.

Nowadays, there are numerous computationally intensive problems that cannot be faced using a single computer. To solve this issue, cluster computing has been developed. A cluster is a set of computers or nodes that are connected and work together in a coordinate way in order to solve a problem. The majority of the real clusters are heterogeneous because each of the nodes or computers is a different machine with different features and level of performance. In order to coordinate properly all nodes, a piece of software that distributes all workload into the nodes in the most efficient way is needed. This piece of software is known as workload Manager. It distributes the workload into the selected nodes by taking the results of a scheduling algorithm. It is not easy to decide which algorithm to use in order to schedule, as there is a wide variety of scheduling algorithms, each one based on a policy or heuristic. The main purpose is to make a selection of different scheduling algorithms based on previous results and implement them in IRMaSim, a simulator developed by Universidad de Cantabria that imitates the behaviour of a cluster. Then execute some realistic simulations and finally, compare and evaluate the results obtained.