Middleware de equilibrio de carga para computación paralela sobre entornos heterogéneos LAN-WLAN

Abstract

Las redes inalámbricas de área local basadas en el estándar IEEE 802.11 han tenido un auge espectacular en los últimos años, proporcionando nuevos servicios como: la movilidad de usuarios, la localización en interiores, la gestión de recursos sin cables, etc. Este desarrollo ha demostrado que una de sus posibilidades de uso es la computación paralela-distribuida. En concreto, en un trabajo previo se ha demostrado que un entorno de computación LANWLAN puede ser usado para ejecutar aplicaciones que siguen el paradigma de programación paralela Maestro/Esclavo, en el cual los cálculos paralelos son realizados en cada iteración y existen dependencias de datos entre iteraciones (limitando por tanto el paralelismo). En este tipo de entornos, la heterogeneidad presente a nivel de computación y de comunicación obliga a implantar algún mecanismo de equilibrio de carga para llevar a cabo la ejecución eficiente del tipo de aplicaciones mencionadas. En cualquier otro caso, los procesos del programa paralelo-distribuido permanecerían en un estado ocioso durante unidades de tiempo muy dispares, degradando así el tiempo de ejecución de la aplicación paralela-distribuida. Por tanto, el principal objetivo de esta tesis doctoral es diseñar una estrategia de equilibrio de carga para entornos LAN-WLAN no dedicados donde el número de computadores portátiles puede variar en tiempo de ejecución. Debido a las características del entorno, al rendimiento aleatorio del canal inalámbrico, a la variación dinámica y aleatoria de los recursos de computación portátiles y al recurso finito de energía de sus baterías, es necesario obtener información en tiempo real del estado de los computadores y de las redes de comunicación para estimar de forma eficiente la distribución de carga. En este sentido, otro objetivo de este trabajo es desarrollar una arquitectura sofmare ligera y transparente al programador que sea capaz de monitorizar el entorno, y proveer los datos recopilados a la estrategia de equilibrio de carga. Para cumplir estos objetivos se diseñó un protocolo de equilibrio de carga, y en base a dicho protocolo se ha implantado un middleware de cinco funciones que oculta su complejidad y facilita la programación de aplicaciones paralelas-distribuidas que aprovechan eficientemente todos los recursos presentes en el entorno LAN-WLAN