Escalonamento em Sistemas Distribuídos

Transcrição

1 Escalonamento em Sistemas Distribuídos Cláudia Fernanda O. K. Tavares Roteiro Introdução Informações do nodos Overhead Classificação de Algoritmos Algoritmos de Escalonamento Referências

2 Introdução Heterogeneidade dos nodos (máquinas) impede distribuição igualitária das tarefas Além das tarefas a serem executadas é preciso: Poder de processamento; Grau de ociosidade. De posse das informações deve-se medir: Peso (carga) das tarefas; Estimativa do tempo (ordem) de processamento. Informações dos nodos Características físicas: velocidade, memória, tipo de processador Grau de ociosidade de cada nodo: quanto da capacidade de processamento está sendo usada

3 Medida do Grau de Ociosidade Tempo médio de espera na fila de execução Problema: diferença de granulosidade das tarefas. Gerar índice de utilização da CPU Problema: processos específicos para testar de tempos em tempos. Medida do Grau de Ociosidade Problema Geral: frequência de atualização Atualização excessiva: algoritmo de escalonamento torna-se principal consumidor; Atualização insuficiente: escolha errônea de um nodo. Algoritmos: Escalonamento estático ; Escalonamento dinâmico: Escalonamento adaptativo.

4 Escalonamento Estático Levantamento das condições dos nodos é feito uma única vez Dados são usados durante todo o processo Escalonamento Dinâmico Constante análise das características do nodos: Tempo de espera na fila de CPU: pouco processamento; Utilização da CPU: Pequenos processos em background fazendo testes contínuos (espiões).

5 Escalonamento Adaptativo Caso especial de Escalonamento Dinâmico Espião pode regular a intensidade de consumo da CPU: Pode deixar de realizar alguns testes. Overhead Memória distribuída: alto custo na troca de informações entre nodos Pode ocorrer excesso de comunicação e problemas de desempenho: nodos passam mais tempo se comunicando do que processando

6 Classificação de Algoritmos Pode-se classificar algoritmos de escalonamento de acordo com políticas: Política de Transferência: determinar um nodo apto a receber tarefas; Política de Seleção: determinar a tarefa mais adequada a ser enviada a um nodo; Política de Localização: determinar o nodo mais adequado a receber uma dada tarefa; Política de Informação: determinar local de armazenamento das informações e frequencia de atualização. Política de Transferência Determinar um nodo receptor: nodo trabalhando aquém da sua capacidade de processamento Define-se número máximo de carga suportada por cada nodo: Se carga do nodo ultrapassar limite doador (sender) Senão receptor (receiver)

7 Política de Transferência Problema: doador envia uma tarefa a um receptor que imediatamente passa a ser um doador Troca de tarefas é feita de forma indefinida. Solução: considerar como doador o nodo cuja carga é menor que o limite e continuará a ser menor ou igual depois de receber a tarefa Política de Seleção Determinar uma tarefa a ser enviada quando um nodo está sobrecarregado ou apto a receber Em um nodo sobrecarregado: Escolher a tarefa que causou a sobrecarga.

8 Política de Seleção Escalonamento Preemptivo: Uma tarefa já em execução pode ser transferida para outro nodo; Altos custos de transferência do contexto da tarefa (ex.: dados em memória); Geralmente escolhe-se tarefas recentemente iniciadas. Escalonamento Não-Preemptivo: Somente tarefas que ainda não executaram podem ser transferidas. Política de Localização Escolher nodo para receber uma tarefa Método randômico (mais utilizado): Nodo escolhe um outro nodo aleatoriamente; Problema: chances de escolher um nodo na mesma situação; Solução imediata: testar se nodo escolhido é receptor; Solução melhorada : votação entre nodos escolhidos. Gera excesso de comunicação.

9 Política de Informação Corresponde à troca de informações sobre seu estado entre vários nodos Armazenamento local: um nodo específico recebe todas as mensagens de estado dos outros. Cria-se um gargalo; Broadcast: cada nodo envia para os outros; Sob-demanda: cada nodo possui informações sobre si. Informações sobre outros só quando torna-se doador ou receptor. Algoritmos de Escalonamento Iniciado pelo doador: O nodo que tornou-se doador, de acordo com a política de transferência utilizada, procura um receptor; Algoritmo randômico (mais comum), dificultando a escolha de um mesmo receptor duas vezes.

10 Algoritmos de Escalonamento Iniciado pelo receptor: O nodo receptor solicita tarefas para processar; Abordagem mais vantajosa: nodo ocioso tem mais tempo para escolher um doador adequado. Referências SCHLEMER, E. e GEYER, F. Escalonamento em Sistemas Distribuídos. UFRGS, Disponível em: < 981/escalonamento.html>. Acesso em: 09 jul