Cluster de recherche isle informatique, Signal, Logiciel embarqué
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Relations industrielles
Tâche INF-3 : « optimisation et maîtrise du transport de données dans les environnements de calcul haute performance distribués »Cette tâche s'intéresse plus particulièrement aux services et protocoles de communications des environnements distribués dédiés aux grands calculs et aux traitements de données tréstrès volumineuses. Le réseau global d’une grille est interconnexion tréstrès hiérarchique de réseaux hétérogènes. Il induit une latence de communication importante et incompressible due à la distance intersites. C’est aussi une ressource partagée qui peut exhiber des performances, une sécurité et des fonctionnalités très variables parfois incompatibles avec les algorithmes de calcul ou de replication classiques. Du côté des applications, les transferts d'information sur ces liaisons longues distances reposent actuellement sur les services et les protocoles de transport de l’Internet. Un service de transport expose un ensemble de fonctions de communication abstraites au niveau supérieur. Un protocole, d’un autre côté, se réfère aux mécanismes permettant à un processus de transport émetteur et un processus de transport récepteur de coopérer effectivement pour fournir ce service. Les transferts dans la grilles concernent aussi bien le déploiement des applications, des données d’entrée ou de sortie des programmes de calculs, les échanges entre les logiciels de contrôles et les communications interprocessus. Ce sont donc des transferts aux besoins de performances très variés. Dans le contexte très haut débit, il apparaît que les pertes de performance (latence et pertes de données) dues à diverses formes de congestions et de dépassement de capacité se produisent très souvent par rafale, car les volumes de données sont massifs et font écrouler aussi bien les performances individuelles des flux que le taux d’utilisation de la ressource réseau globale. Ainsi, les mécanismes de contrôle de congestion dérivés de l'algorithme de TCP s'avèrent inappropriés à ces très larges réseaux. Depuis quelques années, des solutions de transport spécifiques sont étudiées dans le contexte des grilles haute performance. Ces travaux visent à augmenter la fonction réponse du protocole TCP pour les liens à très haut produit débit délai tout en conservant les propriétés d'équité inter-flux, d'équité inter-protocoles (TCP friendlieness), d'équité selon les distances (RTT fairness) et d'équilibre de TCP. D’autres travaux masquent les pertes volumineuses par leur recouvrement à l’aide de multiples flux parallèles. Actuellement aucune solution ne conserve simultanément toutes les propriétés. Il est fort probable qu'aucune alternative ne puisse être plus universelle que TCP lui-même et qu'il faudra, dans les grilles, adapter dynamiquement le mécanisme de contrôle de congestion ou le protocole au contexte de l’infrastructure et des applications et gérer la ressource réseau de manière appropriée (QoS). 1) Pour avancer vers cet objectif , dans ce projet, nous proposons d’analyser quantitativement les trafics générés par les applications et d’étudier leurs besoins de transport en terme de débit, variation de débit et de contraintes temporelles. Pour cela, nous souhaitons travailler sur la capture et l’analyse de signatures de communication d'applications de calcul haute performance distribuées à partir des applications des collaborateurs de ce projet. Cette étude débouchera sur une modélisation des trafics grille. 2) Parallèlement, nous travaillerons sur une modélisation fine de l'interconnexion réseau d'une grille (systèmes d'extrémités, réseau local, routeur d'accès, firewall, coeur...) qui sera validée par des travaux expérimentaux dans le contexte de la plate-forme Grid5000Grid’5000 et de nos clusters locaux. Pour cela, nous souhaitons collaborer avec les constructeurs et les équipementiers. 3) De là, une typologie des services requis ainsi que la spécification d'un service de transport générique, sous forme d’un WebService pour la grille seront définis. Nous nous assurerons de la bonne intégration de ce service dans l’architecture standard des middleware de grille (OGSA) en participant activement aux groupes de travail de l’OGF (Open Grid Forum)u GGF. Une étude comparative expérimentale des nouveaux protocoles de transport et de transfert de l’information vis-à-vis des besoins identifiés et des propriétés attendues sera menée. On cherchera à définir un benchmark de service et de protocoles de transport pour les grilles. Coordination : Participants :
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