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Obtención de recursos computacionales para PG utilizando desktop grid computing y virtualización

  1. 1. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ´ Obtencion de recursos computacionales para PG utilizando desktop grid computing y ´ virtualizacion ˜ ´ ´ Daniel Lombrana Gonzalez, Francisco Fernandez de Vega, L. Trujillo, G. Olague, L. Araujo, P. Castillo, J.J. Merelo y K. Sharman February 11, 2009
  2. 2. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Trabajo previo 1 ´ Motivacion 2 Propuesta 3 Caracter´sticas de BOINC ı BOINC y un proyecto cient´fico ı Experimentos y resultados 4 ECJ Sistema de PG complejo: Matlab Conclusiones 5 Agradecimientos 6
  3. 3. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos El problema ´ Los problemas de optimizacion del mundo real son muy complejos. ´ Si estos problemas se intentan resolver con programacion ´ ´ genetica, los requisitos de computo pueden ser muy elevados y costosos: ´ Complejidad de las funciones de evaluacion. Numero de individuos. ´ Numero de iteraciones. ´
  4. 4. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Soluciones utilizadas
  5. 5. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Middleware El grid funciona gracias a un componente software denominado middleware. El middleware se encarga de exportar y gestionar los recursos computacionales disponibles. Existen diferentes middleware especializados en diferentes plataformas y hardware.
  6. 6. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos El desktop grid computing (DGC) ´ Utilizacion de recursos baratos: PCs. ´ ´ Facil configuracion y despliegue de recursos. ´ Computacion Voluntaria ´ Existen middleware de DGC que permiten la colaboracion ´ ´ anonima de usuarios que quieran colaborar con uno o mas proyectos.
  7. 7. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ´ BOINC: el middleware DGC mas utilizado
  8. 8. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ´ Obtencion de recursos computacionales gracias al DGC ´ Utilizar BOINC como solucion para obtener recursos computacionales en PG. ´ Simplificar la utilizacion de BOINC para los cient´ficos ı ´ Utilizar cualquier aplicacion de PG dentro BOINC sin tener que ´ ´ modificar el codigo fuente: virtualizacion.
  9. 9. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ´ Virtualizacion
  10. 10. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ´ Caracter´sticas de la virtualizacion ı
  11. 11. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Nuestra propuesta ´ Incrementar la potencia de calculo para la PG de manera gratuita. ´ Facilitar el despliegue de cualquier aplicacion cient´fica en ı ´ BOINC gracias a la virtualizacion.
  12. 12. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Caracter´sticas de BOINC ı Software libre
  13. 13. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Caracter´sticas de BOINC ı Multiplataforma
  14. 14. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Caracter´sticas de BOINC ı Arquitectura Maestro/Esclavo
  15. 15. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Caracter´sticas de BOINC ı Funcionamiento de BOINC
  16. 16. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Caracter´sticas de BOINC ı Funcionamiento de BOINC
  17. 17. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Caracter´sticas de BOINC ı Funcionamiento de BOINC
  18. 18. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos BOINC y un proyecto cient´fico ı ´ Metodo 1: Comenzar un proyecto desde cero
  19. 19. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos BOINC y un proyecto cient´fico ı ´ ´ Metodo 2: Adaptando una aplicacion cient´fica ı
  20. 20. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos BOINC y un proyecto cient´fico ı ´ Metodo 3: Utilizando el wrapper
  21. 21. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos BOINC y un proyecto cient´fico ı ´ ´ Metodo 4: Virtualizacion
  22. 22. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos BOINC y un proyecto cient´fico ı BOINC+: el Starter
  23. 23. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Objetivo ´ Aumentar la potencia de calculo. ´ Funcion CP = Xarr ∗ Xlife ∗ Xncpus ∗ Xflops ∗ Xeff ∗ Xonfrac ∗ Xactive ∗ Xred ∗ Xsh
  24. 24. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Experimentos Dos experimentos: ´ ´ ´ Utilizacion de un entorno de programacion estandar de PG: ECJ. ´ Empleo de un sistema complejo de PG: Matlab mas librer´as asociadas. ı ´ Todos los experimentos utilizan la solucion wrapper + starter
  25. 25. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ECJ ´ ECJ un sistema de computacion evolutiva ´ ECJ esta basado en Java. ´ Java posee su propia maquina virtual. El problema utilizado es el multiplexer de 11 y 20 bits.
  26. 26. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ECJ ´ Java: estaticamente enlazado
  27. 27. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ECJ Infraestructura
  28. 28. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ECJ Clientes por ciudad
  29. 29. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ECJ Resultados multiplexer de 11 bits No hosts 45 Equipos activos 27 Tiempo en d´as ı 5.35 Ejecuciones 828 ´ Tiempo por ejecucion 134.75s PC 80GFLOPS
  30. 30. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ECJ Resultados multiplexer de 20 bits No hosts 145 Equipos activos 11 Tiempo en d´as ı 48 Ejecuciones 60 ´ Tiempo por ejecucion 23449.3s PC 11.08GFLOPS
  31. 31. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Sistema de PG complejo: Matlab Complejidad del sistema ´ Utilizacion de un entorno Matlab + toolboxes. ´ Problema de Vision por computador muy complejo ( 24 ´ horas para una solucion).
  32. 32. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Sistema de PG complejo: Matlab ´ Imagen de la maquina virtual
  33. 33. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Sistema de PG complejo: Matlab Despliegue de VMware y BOINC
  34. 34. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Sistema de PG complejo: Matlab Resultados Tipo Sistema de PG complejo Herramienta Matlab Problema IPGP No Hosts 10 Equipos activos 10 Tiempo en d´as ı 48 Ejecuciones 60 PC 25.67 GFLOPS
  35. 35. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Conclusiones ´ Se ha mostrado como es posible aumentar la potencia de ´ calculo gracias a DGC gratuitamente. Se han realizado dos experimentos considerando dos escenarios t´picos: ı ´ ´ BOINC mas una herramienta estandar: ECJ, ´ BOINC mas un sistema complejo: Matlab. ´ En ambos experimentos la virtualizacion ha permitido ejecutar las aplicaciones sin tener que modificarlas. Se han mostrado los beneficios de utilizar esta plataforma en entornos controlados.
  36. 36. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Este trabajo ha sido realizado gracias a: ´ Catedra CETA-CIEMAT Universidad de Extremadura, Proyecto Gridex PRI06A223 Junta de Extremadura, y Proyecto nacional Nohnes TIN2007-68083-C02-01 ´ Ministerio de Educacion y Ciencia.
  37. 37. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos ´ Iconos e imagenes Iconos del proyecto Tango Desktop y Gnome Desktop (Creative Commons & GPL License) ˜ ´ Copyright (c) 2007 University of California and Daniel Lombrana Gonzalez. Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or any later version published by the Free Software Foundation.
  38. 38. ´ Resumen Trabajo previo Motivacion Propuesta Experimentos y resultados Conclusiones Agradecimientos Preguntas Contacto ˜ ´ Daniel Lombrana Gonzalez daniellg@unex.es ´ Francisco Fernandez de Vega fcofdez@unex.es

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