Home

Arbeitsbereich
Personen
Workshops

Mitgliederbereich

Impressum


SVLR'98 Abstracts

ABSTRACTS

Matthias Bolz, Technische Universität Braunschweig

Transparenz für Checkpointing/Migration ohne Programm-Modifikationen

Programmierer und Benutzer von rechenintensiven Anwendungen wollen oder gar können Lastausgleich und Fehlertoleranz meist nicht in die Anwendungen einprogrammieren.

Das \PBeam{}-System benutzt einen virtuellen globalen Namensraum um Migrations- und Rücksetztransparenz auf Benutzerebene fuer verteilte Anwendungen in Workstation-Clustern zu unterstützen. Die Anwendungen arbeiten immer mit den selben virtuellen Namen für die vom Betriebssystem verwalteten Objekte bzw. Ressourcen, unabhängig von ihrem aktuellen realen Ausführungsort. Die Systemaufrufe werden abgefangen und ihre Parameter aus dem virtuellen in den unterliegenden realen Namensraum abgebildet. Anders als andere Migrationsmechanismen setzt \PBeam{} nicht voraus, daß die Anwendung für ein bestimmtes Programmiermodell oder eine bestimmte Kommunikationsbibliothek geschrieben wurde.

Der erste Ansatz, um Anwendungen im virtuellen Namensraum auszuführen, war, die Programme mit einer modifizierten Systembibliothek zu binden. Hier nun werden Entwurf und Implementation eines separaten Systemaufrufumlenkunsprozesses (System Call Interpostion Process, SCIP) vorgestellt. Dieser Prozeß kontrolliert die Anwendung über die Debugger-Schnittstelle des Betriebssystems. Der hauptsächliche Vorteil dieses Ansatzes ist, daß damit auch Programme unterstützt werden können, die nur in nicht-mehr-bindbarer Form vorliegen (z.B. gekaufte Programme). Es werden gemessene Leistungsdaten mit früheren Ansätzen aus der Literatur sowie mit denen der modifizierten Systembibliothek verglichen.


Ursula Maier, Technische Universität München

Der SEMPA Resource Manager -- Verbindung von Ressourcenverwaltungssystem und paralleler Programmierumgebung

Ein Schwerpunkt des BMBF-Projekts SEMPA ist die Ressourcen- und Lastverwaltung für parallele Anwendungen in Netzwerken von Workstations. Es gibt bereits eine große Anzahl an Ressourcenverwaltungssysteme für Netzwerke von Workstations, die jedoch nur wenig Unterstützung für parallele Anwendungen bieten. Der Grund dafür ist die fehlende Schnittstelle zwischen Ressourcenverwaltungssystemen und parallelen Programmierumgebungen. Nur der erste Prozeß einer parallelen Anwendung wird vom Ressourcenverwaltungssystem gestartet, die restlichen Prozesse werden von der parallelen Programmierumgebung erzeugt und werden deshalb nicht vom Ressourcenverwaltungssystem kontrolliert. Das führt dazu, daß Lastausgleich durch Prozeßmigration nicht vom Ressourcenverwaltungssystem durchgeführt werden kann, weil die Prozesse nur der parallelen Programmierumgebung bekannt sind.

Der SEMPA Resource Manager stellt die Verbindung zwischen dem Ressourcenverwaltungssystem CODINE und PVM her, wobei der PVM resource manager die Schnittstelle zwischen beiden Systemen bildet. Dadurch ist es möglich, daß CODINE eine Prozeßmigration mit Hilfe von CoCheck durchführen kann. Das Konzept des SEMPA Resource Managers sieht jedoch auch vor, in den PVM resource manager eine Entscheidungskomponente einzubauen, die eine Prozeßmigration bestimmen und veranlassen kann.


Frank Meisgen, Universität zu Köln

Ein Konzept zur Reduzierung des Lasttransfers fuer dynamische Lastausgleichsverfahren in heterogenen Netzwerken

Wir stellen ein verteilt arbeitendes, dynamisches Lastausgleichsverfahren für parallele Programme in heterogenen Netzwerken vor, das in einem Durchlauf eine ausgeglichene Lastverteilung erzeugt. Durch ein leichte Abschwächung des Kriteriums der Ausgeglichenheit ist es möglich, den notwendigen Lasttransfer wesentlich zu reduzieren. Es werden Simulationen und Meßergebnisse einer Applikation gezeigt, die unter Verwendung unserer MPI-basierenden Library zum Lastausgleich parallelisiert wurde. Abschließend werden die Funktionalitäten der Library erläutert.


Wolfgang Obelöer, Medizinische Universität Lübeck

Mobile Agenten: Einsatz zur Lastverwaltung in heterogenen Umgebungen

Die vorhandene Leistungsfähigkeit moderner Parallelrechner bzw. Workstation-Cluster kann oftmals nur dann effizient genutzt werden, wenn eine geeignete Verteilung der Ressourcenanforderungen erzielt wird. Ein Mittel zur Auflösung ungleichgewichtiger Lastsituationen stellt die Verschiebung (Migration) von laufenden Prozessen dar. Allerdings erschwert der i.allg. vorliegende heterogene Aufbau von Clustersystemen (verschiedene Prozessorarchitekturen, Netzwerke und/oder Betriebssysteme) die Migration von Lasten ganz erheblich. Vor diesem Hintergrund bietet der Einsatz sogenannter Mobiler Agenten einige interessante Aspekte. Derzeitig findet die Agententechnologie einen großen Anklang bei einem breiteren Publikum. Hierzu hat sicherlich die Verbreitung des Internets mit seiner stetig wachsenden Informationsmenge sowie das Interesse am elektronischen Kommerz beigetragen. Agenten sind "kleine Helfer", die für den Benutzer verschiedenste Aufgaben erfüllen können. Beispielsweise können sie Informationen suchen, Ereignisse überwachen oder im Auftrag des Benutzers Verhandlungen führen. Eine besondere Variante der Agenten sind die Mobilen Agenten, die per Definiti on über die Fähigkeit verfügen, auch in heterogenen Umgebungen migrieren zu könn en. Da aktuelle Betriebssysteme i.allg. Migrationsmechanismen noch nicht unterst ützen, sind für den Einsatz Mobiler Agenten sogenannte Agentensysteme notwendig. Diese bieten den Agenten die Basisinfrastruktur zur Migration und Kommunikation. In den letzten Jahren wurden eine Reihe verschiedener Ansätze solcher Umgebungen konzipiert und realisiert (z.B. Mole, AgentTCL, Voyager, Odyssee, Aglets Workbench, etc.). Im Vortrag werden neben der allgemeinen Betrachtung von Mobilen Agenten im besonderen aktuelle Agentensysteme und das Einsatzgebiet der Parallelverarbeitung diskutiert. Dabei werden sowohl die Konzepte als auch Sprachen zur Realisierung von Agenten (z.B. Java, Telescript, Tcl) präsentiert. Des weiteren wird auf das (von uns entwickelte) FLASH-System (Flexible Agent System for Heterogeneous Cluster) eingegangen, welches eine Kombination eines bestehenden Agentensystems (Voyager) mit einer existierenden, flexiblen Lastverwaltung darstellt. Der Vortrag beschreibt weiterhin erste Erfahrungen und Messungen, die anhand dieser Umgebung gewonnen werden konnten.


Stefan Petri, Medizinische Universität Lübeck

Perspektiven von Checkpointing-Werkzeugen~-- \PBeam{} meets CoCheck

Sowohl CoCheck als auch \PBeam{} unterstützen beide anwendungstransparente Sicherungs / Rücksetzen und Prozeßmigration für verteilte Anwendungen in Workstation-Clustern. Die dazu verwendeten Methoden unterscheiden sich jedoch sehr. In diesem Vortrag werden sie verglichen und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile gegenübergestellt. Daraus werden Konzepte zur Kombination der beiden Ansätze abgeleitet, mit denen sich einige der Nachteile vermeiden lassen.


Günther Rackl, Technische Universität München

Evaluation of Dynamic Load Distribution Strategies in CORBA Environments

CORBA applications typically are very complex systems consisting of a large number of objects that have to be distributed over a large number of machines. With the rising complexity of many applications, manual assignment of the objects to the machines will be impractical and therefore an automatic load distribution will be needed. Because the CORBA specification does not contain standards for an automatic load distribution, the integration of load distribution strategies into CORBA applications is an actual research topic.

This paper proposes and evaluates various load distribution strategies for CORBA environments. A general application model for CORBA applications based on the Exporter/Importer/Trader model is introduced. For this model, techniques for the integration of load distribution strategies are shown and several concrete strategies for further investigation are proposed. For example, strategies for the assignment of client requests to appropriate servers and a supervisor-based migration strategy for service objects are proposed.

To evaluate the performance of the proposed strategies, a generic test system using IONA's Orbix implementation is developed. With this test system, the strategies are evaluated within various application scenarios that are designed to represent common situations that are likely to occur in realistic environments.

The results obtained from the performance tests show that substantial performance benefits can be achieved by integrating suitable load distribution strategies into CORBA applications.


Christian Röder, Technische Universität München

Lastverwaltung paralleler Anwendungen in heterogenen Systemen

Das Lastverwaltungssystem LoMan (Load Management for heterogeneous systems) stellt einen systemintegrierten, anwendungsorientierten und kostensensitiven Ansatz zur Lastverwaltung von parallelen Anwendungen in heterogenen Rechensystem dar. Ausgehend von einer Analyse der Randbedingungen eines heterogenen Systems mit Mehrbenutzer-/Mehrprogrammbetrieb und den Anforderungen paralleler Anwendungen werden die grundlegenden Konzepte von LoMan dargestellt. Ein Hauptaugenmerk liegt auf der Entscheidungskomponente, die auf der Basis zweier Lastmodelle sowohl die initialle Prozeßplacierung als auch die dynamische Prozeßverschiebung steuert. Erste Simulationsergebnisse und ein Ausblick auf zukünftige Arbeiten schließen den Vortrag ab.


Christopher Ross und Jörg Oehlerich, Siemens München, Öffentliche Netze

Laststeuerung und Lastverteilung in Vermittlungssysteme mit verteilter Prozessorarchitektur

To meet the increasing workload in communication systems, fully scaleable multi-processor machines will be used in the future. Because these processors are generally not coupled via a common memory, load information has to be determined periodically on the local processors and has to be distributed to the other processors within the switching system. Based on this information the applications, which are located on the individual processors, have to perform overload reduction. In this contribution we present the principle functions of the load control method for a distributed switching system. These functions include overload indication, distribution of load information and load reduction, which covers Load Balancing and overload rejection.

The business of Load Balancing is to shift work from processors in a critical load situation to processors with spare capacity. By this means a better overall system occupancy is achieved. To this end, Load Balancing algorithms are needed which have to take into account the characteristics of offered load to communication systems and realtime processing requirements. In this contribution the major objectives of Load Balancing algorithms in communication systems are shown. Furthermore a very efficient algorithm is given which meets these objectives and needs only very little system load information to calculate/update a distribution scheme.

Finally simulation results of a distributed switching system are given. The results show that the algorithm distributes the load in an appropriate manner over the processors so that the overall system throughput is increased. Additionally the through-connection delay times of the overloaded processors are considerably smaller compared to those achieved without Load Balancing although their average processor occupancies are the same.


Frank Thilo, Universität-Gesamthochschule Siegen

Dynamic Load Distribution with the WINNER System

Networks of workstations offer large amounts of idle computing capacities. Exploiting these resources imposes the problem of efficiently distributing a given workload without disturbing the workstations' primary (console) users. Recently, specific resource management systems have been developed for this purpose.

This paper presents WINNER, a resource management system which has been designed in order to utilize the maximal amount of computing power, imperceptible even by active console users. WINNER automatically assigns tasks to suitable machines, supporting sequential as well as parallel applications, the latter based on PVM. WINNER's modular structure as well as its mechanisms for monitoring and distributing workload will be presented. Performance measurements of a sample PVM application indicate the suitability of our approach.

Email an Webmaster
Last modified: Fri Jan 12 08:30:29 CET 2001