Computación paralela en un cluster LAN-WLAN controlando en tiempo de ejecución la variación del número de procesos

Abstract

Los clusters y las comunicaciones inalámbricas son valores tecnológicos en alza actualmente. Uno de los objetivos de esta tesis doctoral es demostrar que un cluster híbrido compuesto de una LAN, un Punto de Acceso (PA) y una WLAN de área reducida con portadora de radio es apropiado para la ejecución de aplicaciones numéricas iterativas paralelas usando el modelo Maestro-Esclavo con dependencias de datos entre esclavos. La WLAN es controlada por el PA que maneja la comunicación entre los computadores portátiles, y entre éstos y los computadores de la LAN. En esta tesis se demuestra que resulta conveniente la utilización de las WLANs para realizar cálculo paralelo con una relación coste/rendimiento aceptable. Esto es una aportación clara frente a otros trabajos de investiaación aue abordan este oroblema de forma parcial v obtienen resultados peores que el ...; ' 1 • " • •

nuestro.

Otro objetivo es estudiar la influencia de la variación, en tiempo de ejecución, del número de computadores portátiles que componen el cluster y hacen cálculos. Para ello se ha diseñado un prototipo software que permite el manejo transparente de esa variación desde un programa MPI: se ha diseñado un protocolo original de control de dicha variación, y tomando como base este protocolo se diseñó una biblioteca de 7 funciones que facilita la programación de aplicaciones contemplando la la vinculación y desvinculación de procesos de cálculos al programa paralelo en ejecución. Con la experimentación práctica se demuestra que la sobrecarga del tiempo de ejecución de la biblioteca es mínimo.

Para ciertas aplicaciones MPI que no hacen uso de topologías virtuales, hemos obtenido un método sistemático que permite transformarlas para que contemplen la variación dinámica de computadores portátiles. El esquema es sencillo y se puede aplicar de forma rápida y eficiente. En la práctica hemos obtenido la transformación de aplicaciones reales que resuelven problemas de la Ingeniería. Estas aplicaciones muestran un rendimiento muy similar a las aplicaciones MPI equivalentes (cuando no existe variación). La ventaja es que con nuestro diseño se puede variar e! número de computadores portátiles de forma dinámica a muy bajo coste computacional, mejorando su tiempo de ejecución secuencial.