Políticas de encaminamiento multicamino en redes de interconexión de altas prestaciones
- Autores: Diego Lugones
- Directores de la Tesis: Daniel Franco Puntes (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio González Colás (presid.), Remo Suppi Boldrito (secret.), Ramón Beivide Palacio (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Las redes de interconexión utilizadas en los computadores paralelos permiten la comunicación rápida de datos entre los componentes del sistema. El diseño de estas redes abarca tres aspectos principales: la topología, el algoritmo de encaminamiento y la técnica de control de flujo. La topología se selecciona para explotar las bondades de las características tecnológicas con el fin de satisfacer los requerimientos de una aplicación determinada (ancho de banda, latencia, escalabilidad, etc.) con el mínimo coste posible. La decisión por una determinada topología tendrá implicaciones directas sobre los límites de las prestaciones que pueden obtenerse con el computador paralelo. Es decir, la topología establece el máximo rendimiento (o throughput en bit/s) y la latencia en vacío (o zero-load latency) de la red de interconexión. Tanto el algoritmo de encaminamiento, como la técnica de control de flujo deben diseñarse de forma tal que permitan alcanzar los límites de prestaciones impuestos por la topología, aún en presencia de tráfico adverso donde no sea posible aprovechar la localidad de las comunicaciones.
El propósito del algoritmo de encaminamiento es seleccionar una trayectoria para encaminar los paquetes desde el nodo fuente hacia el destino correspondiente. En este trabajo de tesis se analiza el impacto del algoritmo de encaminamiento en las prestaciones de la red de interconexión y el efecto que produce sobre la aplicación ejecutada en el computador paralelo. Una vez analizada la problemática del encaminamiento en la red, se establece el espacio de diseño para la creación de políticas de encaminamiento basadas en la idea del balanceo de las comunicaciones sobre las trayectorias posibles entre los diferentes pares fuente-destino utilizados por una aplicación determinada. Mediante este espacio de diseño se han diseñado dos políticas de encaminamiento que denominamos: - Balanceo Dinámico del Encaminamiento de Respuesta Rápida (o FRDRB-Fast Response Dynamic Routing Balancing, según sus siglas en inglés), y - Balanceo Dinámico del Encaminamiento Multicamino Distribuido (o MDDRB-Multipath Distributed Dynamic Routing Balancing).
Las políticas de balanceo propuestas se basan en la distribución del tráfico usando nuevos caminos alternativos, de forma dinámica y en base a información del comportamiento de la red obtenida a un nivel local. Con esta información se realiza una expansión de los caminos controlada por la carga de comunicaciones con el fin de conseguir una uniformización de la latencia, eliminar los hot-spots evitar la congestión de mensajes, y aumentar el rango de carga en el cual la red es operativa.
Se ha realizado el estudio y análisis de las propuestas introducidas mediante la comparación vía simulación con otras técnicas de la literatura, donde se ha mostrado la idoneidad de la propuesta frente a un numeroso grupo de casos. Los resultados obtenidos demuestran la validez de las políticas propuestas, como métodos de encaminamiento de mensajes en redes de interconexión de computadores paralelos.
