9973

9973

طراحي و پياده سازي يك مكانيزم مهاجرت زنده پردازه در سيستم هاي خوشه اي همگن با توان محاسباتي بالا

درجه‌ي كارشناسي ارشد

مهندسي كامپيوتر (گرايش نرم‌افزار)

اسفند ماه 1390

اسفند ماه 1390

دكتر محسن شريفي

چكيده سيستم¬هاي خوشه¬اي با توان محاسباتي بالا يكي از مهمترين محيط¬هاي محاسباتي براي فراهم¬كردن توان محاسباتي بالا در حوزه¬هاي مختلف مي¬باشند. به ¬منظور تعادل باركاري اين سيستم¬ها، كاهش سربار ناشي از استفاده پردازه از يك منبع راه دور، كاهش سربار ناشي از ارتباطات بين پردازه¬اي روي ماشين¬هاي مختلف، و افزايش توان محاسباتي سيستم¬هاي خوشه¬اي، پردازه¬ها از ماشين با باركاري زياد به ماشين با باركاري كم مهاجرت داده مي¬شوند. تاكنون الگوريتم¬هاي مختلفي براي مهاجرت پردازه ارائه شده¬اند كه پردازه مهاجر مدت¬زماني منجمد شده و امكان پاسخگويي به درخواست¬ها را در ماشين مبدا و مقصد ندارد. از آنجايي¬كه در سيستم¬هاي با توان محاسباتي بالا برخي پردازه¬هاي همكار پردازه مهاجر مي¬توانند حياتي باشند، به¬علت دريافت¬نكردن پاسخ در زمان مناسب ممكن است كشته شوند و در صورت كشته نشدن، اجراي پردازه¬هاي همكار دچار اعوجاج شده و زمان اجراي برنامه كاربردي را افزايش داده، در نتيجه باعث كاهش كارايي سيستم محاسباتي مي¬شود. اگر اين وضعيت به صورت زنجيروار در سيستم ادامه يابد، اثر منفي زيادي در كارايي كلي خواهد گذاشت. بدين ترتيب نياز به داشتن مكانيزم مهاجرتي كه بتواند پردازه¬ها را به¬گونه¬اي جابجا كند كه پردازه مهاجر بتواند حين مهاجرت به درخواست¬هاي رسيده پاسخ گويد و كمترين مدت¬زمان دردسترس¬نبودن را داشته باشد ضروري است. در اين پايان¬نامه يك الگوريتم مهاجرت زنده پردازه را با استفاده از تعريف يك حالت فراماشيني به نام تبعيد پيشنهاد داده و چگونگي پياده¬سازي مكانيزم مهاجرت زنده پردازه¬ها بر مبناي اين الگوريتم را با اعمال تغييراتي در مكانيزم مهاجرت موجود در خوشه openMosix ارائه مي¬كنيم. با آزمايشات عملي نشان مي¬دهيم كه اين مكانيزم مدت-زمان در دسترس¬نبودن پردازه مهاجر را نسبت به مكانيزم مهاجرت موجود در openMosix به ميزان قابل توجهي كاهش مي¬دهد. البته اين مدت¬زمان بستگي به ماهيت پردازه دارد. بدين ترتيب كه اگر دسترسي به فضاي آدرس پردازه به¬گونه¬اي باشد كه تعداد نقص¬هاي صفحه¬اي كه حين مهاجرت اتفاق مي¬افتد و باعث انتقال محتواي بلوك كنترلي پردازه مهاجر روي حافظه توزيعي اشتراكي مي¬شود افزايش پيدا كند، اين مدت¬زمان نيز افزايش مي¬يابد. از آنجايي¬كه اين مكانيزم زمان اجراي پردازه مهاجر را افزايش مي¬دهد. زماني بايد از اين مكانيزم مهاجرت زنده استفاده شود كه تعداد درخواست¬هاي رسيده به پردازه مهاجر زياد باشد. بدين ترتيب افزايش زمان اجراي پردازه مهاجر باعث كاهش زمان اجراي پردازه¬هاي همكار شده و كارايي كلي نسبت به مكانيزم¬ مهاجرت در openMosix افزايش پيدا مي¬كند. در واقع استفاده از مكانيزم مهاجرت زنده پردازه¬ها براي مهاجرت پردازه¬هايي كه ارتباطات كمي دارند به صرفه نمي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: توان محاسباتي بالا، خوشه¬ همگن، مهاجرت زنده پردازه، حافظه اشتراكي توزيع¬شده