Impacto da Migração de Máquinas Virtuais de Xen na Execução de Programas MPI - WSCAD 2007
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Impacto da Migração de Máquinas Virtuais de Xen na Execução de Programas MPI
Marcelo Veiga [email protected]
Grupo de Processamento Paralelo e Distribuído — GPPD
Universidade Federal do Rio Grande do Sul — UFRGS
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Roteiro
• Introdução
• Xen e a Migração de Máquinas Virtuais
• Experimentos Realizados
• Resultados
• Conclusão
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Introdução (I)
• Virtualização de recursos computacionais– Oferece uma abstração de máquina virtual idêntica ao hardware
– Várias instâncias do sistema operacional sobre um recurso
– Custo de desempenho
• Técnica de paravirtualização– Simplifica a técnica de virtualização
– Oferece uma abstração de máquina virtual similar ao hardware, não idêntica
• Xen– Utiliza paravirtualização
– Migração de máquinas virtuais
– Crescente interesse em utilizar Xen em clusters de computadores
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Introdução (II)• MPI é um padrão de facto para comunicação em clusters
• Problema:– A norma MPI não define escalonamento
– Aplicações com estrutura computacional irregular e comportamento dinâmico
• Necessidade de escalonamento dinâmico
– Migração de processos• Salvamento do contexto e transferência para destino (C/R)
• Migração/restabelecimento das conexões
• Dependência residual
– Possível solução: migração de máquinas virtuais
• Objetivo:– Avaliar a viabilidade de utilização de Xen migrar processos MPI
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Xen e a Migração MV
• Monitor de máquinas virtuais (MMV)
• Open source e bastente difundido
• Live migration (ARP reply)
Fonte: Boufleur et al. 2006.
(a) (b)
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Experimentos Realizados
• Objetivos:
– Verificar o custo de migrar processos MPI utilizando migração de MV
– Viabilidade de utilizar migração de MV para escalonar programas MPI
• Ambiente de teste:
– Cluster Corisco
– 6 máquinas com Xen 3.0.3
• Aplicações utilizadas:
– Linpack (desempenho de computação)
– NetPIPE (desempenho de comunicação)
– HPL (High Performance Linpack)
– NPB (NAS Parallel Benchmark)
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Desempenho de Computação
• Benchmark Linpack com matriz de 3000x3000
• Xen apresentou melhor desempenho que o sistema nativo
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Desempenho de Comunicação (I)
• NetPIPE (um processo em cada MV, uma MV por nó)• Vazão de Xen é em média de 1 a 2 % menor
(b)
(a)
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Desempenho de Comunicação (II)
(a)
(b)
(c)
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Custo de Migração com Xen
• HPL com N=8000• ~1,1% mais lento com Xen• 1 migração = ~29% de
acréscimo
• NPB sp.B.4• ~4% mais lento com Xen• 1 migração = ~10% de
acréscimo
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Conclusão
• Alternativa à técnica de migração por C/R
• Custo de migração independe do tamanho da memória da aplicação– Possibilidade de previsão de custo
• Talvez seja viável para escalonar aplicações que executam por longos períodos de tempo– Ganho de desempenho > custo de migração
• Pode não ser viável agrupar processos no mesmo nó– Talvez em diferentes níveis de rede