Équilibrage de charge dynamique pour des objets actifs dans les grilles de calcul

Dynamic load balancing for active objects on computer grids

• Auteur / Autrice : Javier Bustos-Jiménez
• Direction : Denis Caromel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algorithmes

Simulation par ordinateur

Grilles (analyse numérique)

Équilibrage (mécanique industrielle)

Mots clés libres

Objets actifs

Résumé

Cette thèse définit les bases du développement des algorithmes d’équilibrage de charge pour le modèle des objets actifs définis par Proactive dans le contexte des réseaux à grandes échelles (grilles). Proactive est un middleware qui met en application le paradigme d’objet actif : chaque objet actif a son propre file de commande et il peut indépendamment décider dans quel ordre servir des appelés. Pour ajouter l’efficacité au paradigme des objets actifs, Proactive fournit un mécanisme de migration, mais la migration vient avec un coût de communication : un objet actif doit émigrer avec son état complet. Par conséquent, les applications de proactive sont sensibles à la latence. Lorsque plusieurs objets actifs avec une fonctionnalité identique sont déployés, un algorithme d’équilibrage de charge peut être employé pour améliorer son exécution. Donc, nous avons développé et étudié un algorithme d’équilibrage de charge pour les objets actifs qui appartiennent à une application parallèle. Cet algorithme a été validé en utilisant des simulations avec nos modèles de grilles. Nous avons choisi d’effectuer la validation dans le contexte d’un réseau à grande échelle, car l’environnement où les objets actifs s’exécutent habituellement est constitué de faisceaux de ressources. Notre modèle de grille est basé sur des observations et des mesures de ce que nous considérons comme les caractéristiques principales pour l’équilibrage de charge des objets actifs : capacité de traitement et latence de communication des ressources. A la fin, des contrats d’accouplement pour le déploiement des applications parallèles sont présentés.

This thesis sets the foundations for the development of load-balancing algorithms for the active-objects model defined by Proactive in the context of large-scale networks (grids). Proactive is an open-source Java middleware which implements the active-objects paradigm : each active object has its own control-thread and can independently decide which order to serve incoming method calls. To add efficiency to the active objects paradigm, Proactive provides a migration mechanism, but the migration operation comes with a communication penalty : an active object must migrate with its complete state. Therefore, proactive applications are sensitive to latency. When several active objects with identical functionality are deployed, a load-balancing algorithm can be used to improve the performance of an application using that functionality. Hence we developed and studied a load-balancing algorithm for active-objects which belong to a parallel application. This algorithm was validated using simulations and introducing our model of grids. We chose to perform the validation in the context of a large-scale network, because the environment where the active objects run is usually composed of multiple clusters of resources. Our grid model is based on observations and measurements of what we consider key characteristics for active-objects load-balancing : processing capacity and inter-resource communication latency.