Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Vorbelegung und lose Reservierung von Ressourcen in lokalen Cluster-Umgebungen

Evaluation, Modellierung und Implementierung eines objektorientierten Cluster-Schedulers unter Berücksichtigung von Advance Reservation und loser Reservierung
 
: Weuffel, T.
: Kaul, M.; Berrendorf, R.

Sankt Augustin, 2009, XIX, 181 S.
Sankt Augustin, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Master Thesis, 2009
Deutsch
Master Thesis
Fraunhofer SCAI ()
scheduling; scheduler; local resource managment system; lose reservation; reservation; advance reservation; cluster

Abstract
Heutige Cluster bestehen aus einzelnen Rechnersystemen, die über schnelle Netzwerkverbindungen untereinander kommunizieren und durch ein Local Resource Management System (LRMS) gesteuert werden, welches die Aufgaben plant und die Schnittstelle des Clusters darstellt. Ein Zusammenschluss mehrerer Cluster zu einem Grid ermöglicht die Ausführung von komplexen Workflows und die Lösung von Problemen, die auf Grund ihrer Komplexität auf einem einzelnen System nicht lösbar sind. Dabei müssen häufig Ressourcen im Grid co-allokiert werden, was Advance Reservation voraussetzt. Das von der Fraunhofer Gesellschaft bisher eingesetzte LRMS Extensive Argonne Scheduling sYstem (EASY) erlaubt die Erstellung neuer Jobs und Reservierungen. Der in einer Reservierung auszuführende Job muss jedoch bei derer Erstellung angegeben werden, was oftmals problematisch ist. Eine Anbindung einer Grid-Middleware ist wegen einer fehlenden Schnittstelle nur umständlich über einen zusätzlichen Adapter möglich. In dieser Arbeit wurde ein neues objektorientiertes LRMS konzipiert und implementiert. Es wurden offene und flexible Schnittstellen erstellt, die für die Anbindung externer Applikationen oder eigener Clients genutzt werden können. Die Anforderungen von Advance Reservation wurden bei der Konzeption berücksichtigt, so dass jede Reservierung nun eine eigene, verwaltbare Queue besitzt. Ein erstelltes, flexibles Modell zur Implementierung von Scheduling-Algorithmen erlaubt dem Cluster-Betreiber außerdem, das Scheduling auch im Betrieb an die aktuellen Anforderungen anzupassen. Weiterhin wird der durch Reservierungen bedingte Auslastungsverlust beim Scheduling betrachtet. Reservierungen fragmentieren den Schedulingplan und es können Zeiträume entstehen, in denen Ressourcen ungenutzt sind. Um Reservierungen bereits während dem Scheduling besser zu berücksichtigen, wurde eine Divide & Conquer- basierte Variante eines Algorithmus erstellt, der zu einem Zeitpunkt die optimale Belegung der freien Ressourcen berechnet. Ein neuer Typ von Reservierung - die lose Reservierung - wird eingeführt, welche durch einen frühesten Start-, einen spätesten Endzeitpunkt und eine Ausführungsdauer definiert ist. Es wird die Vermutung untersucht, ob der Einsatz von losen Reservierungen zu einer Erhöhung der Auslastung beziehungsweise der gleichzeitig planbaren Reservierungen führt. Durch Messungen konnte gezeigt werden, dass sowohl durch die losen Reservierungen als auch den modifizierten Algorithmus im Vergleich zu beispielsweise FCFS eine vergleichbare, in Teilbereichen sogar bessere Auslastung erzielt wird.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-113645.html