Conception d'un service de communication pour systèmes d'exploitation distribués pour grappes de calculateurs: mise en oeuvre dans le système à image unique Kerrighed

Pascal Gallard 1
1 PARIS - Programming distributed parallel systems for large scale numerical simulation
IRISA - Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires, ENS Cachan - École normale supérieure - Cachan, Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Résumé : Dans la ligné des réseaux de stations de travail, les grappes de calculateurs représentent une alternative attrayante, en terme de performance et de coût, comparativement aux machines parallèles traditionnelles, pour l'exécution d'applications parallèles de calcul à haute performance. Une grappe de calculateurs est constituée d'un ensemble de noeuds interconnectés par un réseau dédié à haute performance. Les systèmes à image unique (Single System Image -- SSI) forment une classe de logiciel offrant aux utilisateurs et programmeurs d'une grappe de calculateurs, l'illusion d'une machine unique. Un SSI peut être conçu à différents niveaux (intergiciel, système d'exploitation) selon le degré d'exigence quant à la
réutilisation sans modification de modèles de programmation et d'applications existants. Dans notre contexte, les applications visées sont de type MPI ou OpenMP. Comme pour tout système distribué, le système d'interconnexion des noeuds de la grappe se trouve au coeur des performances globales de la grappe et des SSIs.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception d'un système de communication dédié aux systèmes d'exploitation distribués pour grappes. Ces travaux s'inscrivent dans le cadre de la conception et la réalisation d'un SSI pour l'exécution d'applications haute performance sur grappe de calculateurs.

Notre première contribution se situe dans la conception d'un modèle de communication adapté aux communications internes aux services systèmes distribués qui constituent le SSI. En effet, de la performance des communications dépendent les performances globales de la grappe. Les transactions de communication permettent (i) de décrire un message lors de sa création, (ii) d'acheminer efficacement le message en
fontion des ressources disponibles, et (iii) de délivrer et traiter le
message au plus tôt sur le noeud destinataire.

Notre seconde contribution correspond à la conception d'un support au déplacement de processus communiquant par flux de données (socket, pipe, etc.). En effet, au sein d'un SSI, les processus peuvent être déplacés en cours d'exécution par un ordonnanceur global. Les flux dynamiques permettent le déplacement d'une extrémité de communication sans dégradation des performances.

Nos propositions ont été mises en oeuvre dans le prototype de SSI Kerrighed, conçu au sein du projet INRIA PARIS de l'IRISA. Ce prototype nous a permis d'évaluer le système de communication proposé. Nous avons montré une réactivité accrue des services systémes distribués ainsi qu'une absence de dégradation des performances des applications communiquant par messages (en particulier MPI) aprés déplacement d'un processus. L'ensemble de ce travail est distribué sous licence GPL en tant que partie de Kerrighed et est disponible à l'adresse: http://www.kerrighed.org.
Type de document :
Thèse
Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Rennes 1, 2004. Français
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Contributeur : Pascal Gallard <>
Soumis le : mardi 6 décembre 2005 - 11:42:00
Dernière modification le : vendredi 16 novembre 2018 - 01:22:33
Document(s) archivé(s) le : vendredi 2 avril 2010 - 22:55:23

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Pascal Gallard. Conception d'un service de communication pour systèmes d'exploitation distribués pour grappes de calculateurs: mise en oeuvre dans le système à image unique Kerrighed. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Rennes 1, 2004. Français. 〈tel-00011152〉

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