Hajautettua tieteellistä laskentaa aktiiviverkossa

Pro gradu

    Research output: ThesisMaster's thesisTheses

    Abstract

    Tämän työn tavoitteena oli tutkia aktiiviverkkojen soveltuvuutta ns. grande-sovellusten suorituksen hajauttamiseen. Grande-sovelluksella tarkoitetaan mitä tahansa sovellusta, joka vaatii paljon laskentaresursseja suoritukseensa. Aktiiviverkolla puolestaan tarkoitetaan verkkoa, jonka reitittimet ovat aktiivisia. Verkon käyttäjät voivat ohjelmoida näitä aktiivisia reitittimiä dynaamisesti lähettämällä niille omia ohjelmiaan. Asian tutkimiseksi tehtiin grande-sovellus, joka laskee supravirran suuruuden tyypin II suprajohteessa olevan vorteksin ympärillä. Tästä grande-sovelluksesta tehtiin kolme eri versiota: normaali peräkkäinen versio sekä kaksi rinnakkaisena toimivaa versiota. Rinnakkaisista versioista toinen käyttää hyväkseen aktiiviverkkoteknologiaa, kun taas toinen käyttää rinnakkaislaskennassa yleisesti käytettyä MPI-viestinvälitysmekanismia. Aktiiviverkossa tapahtuvan hajautetun laskennan tehokkuuden mittaamiseksi tehdyn grande-sovelluksen eri versioille tehtiin suorituskykytestit VTT Elektroniikan Beowulf-klusterissa. Testien perusteella pystyttiin laskemaan grande-sovelluksen rinnakkaisten versioiden tehonlisäys sekä tehokkuus. Versiot olivat suorituskyvyiltään tasaväkisiä 16 koneeseen asti, mutta suuremmilla konemäärillä viestinvälitystä käyttävä versio suoriutui jonkin verran paremmin. Testien perusteella Beowulf-klusterin tapaisessa homogeenisessa ympäristössä on syytä jatkossakin käyttää MPI:n tapaisia viestinvälityskirjastoja, mutta heterogeenisen, laajemmalla alueella toimivan laskentaympäristön tapauksessa (esim. Internetin välityksellä kytketyt koneet) aktiiviverkkoteknologia voi tarjota varteenotettavan vaihtoehdon nykyisille metalaskentaympäristöille. Perinteisesti grande-sovellusten tekemisessä on käytetty C, C++- tai Fortran-kieltä, mutta tässä työssä käytettiin Javaa. Työssä tarkasteltiinkin myös Javan soveltumista grande-sovellusten kehitysympäristöksi.
    Original languageFinnish
    QualificationMaster Degree
    Awarding Institution
    • University of Oulu
    Place of PublicationOulu
    Publisher
    Publication statusPublished - 2002
    MoE publication typeG2 Master's thesis, polytechnic Master's thesis

    Cite this

    @phdthesis{58ab3daf7f8b426f8294969f0212ab42,
    title = "Hajautettua tieteellist{\"a} laskentaa aktiiviverkossa: Pro gradu",
    abstract = "T{\"a}m{\"a}n ty{\"o}n tavoitteena oli tutkia aktiiviverkkojen soveltuvuutta ns. grande-sovellusten suorituksen hajauttamiseen. Grande-sovelluksella tarkoitetaan mit{\"a} tahansa sovellusta, joka vaatii paljon laskentaresursseja suoritukseensa. Aktiiviverkolla puolestaan tarkoitetaan verkkoa, jonka reitittimet ovat aktiivisia. Verkon k{\"a}ytt{\"a}j{\"a}t voivat ohjelmoida n{\"a}it{\"a} aktiivisia reitittimi{\"a} dynaamisesti l{\"a}hett{\"a}m{\"a}ll{\"a} niille omia ohjelmiaan. Asian tutkimiseksi tehtiin grande-sovellus, joka laskee supravirran suuruuden tyypin II suprajohteessa olevan vorteksin ymp{\"a}rill{\"a}. T{\"a}st{\"a} grande-sovelluksesta tehtiin kolme eri versiota: normaali per{\"a}kk{\"a}inen versio sek{\"a} kaksi rinnakkaisena toimivaa versiota. Rinnakkaisista versioista toinen k{\"a}ytt{\"a}{\"a} hyv{\"a}kseen aktiiviverkkoteknologiaa, kun taas toinen k{\"a}ytt{\"a}{\"a} rinnakkaislaskennassa yleisesti k{\"a}ytetty{\"a} MPI-viestinv{\"a}litysmekanismia. Aktiiviverkossa tapahtuvan hajautetun laskennan tehokkuuden mittaamiseksi tehdyn grande-sovelluksen eri versioille tehtiin suorituskykytestit VTT Elektroniikan Beowulf-klusterissa. Testien perusteella pystyttiin laskemaan grande-sovelluksen rinnakkaisten versioiden tehonlis{\"a}ys sek{\"a} tehokkuus. Versiot olivat suorituskyvyilt{\"a}{\"a}n tasav{\"a}kisi{\"a} 16 koneeseen asti, mutta suuremmilla konem{\"a}{\"a}rill{\"a} viestinv{\"a}lityst{\"a} k{\"a}ytt{\"a}v{\"a} versio suoriutui jonkin verran paremmin. Testien perusteella Beowulf-klusterin tapaisessa homogeenisessa ymp{\"a}rist{\"o}ss{\"a} on syyt{\"a} jatkossakin k{\"a}ytt{\"a}{\"a} MPI:n tapaisia viestinv{\"a}lityskirjastoja, mutta heterogeenisen, laajemmalla alueella toimivan laskentaymp{\"a}rist{\"o}n tapauksessa (esim. Internetin v{\"a}lityksell{\"a} kytketyt koneet) aktiiviverkkoteknologia voi tarjota varteenotettavan vaihtoehdon nykyisille metalaskentaymp{\"a}rist{\"o}ille. Perinteisesti grande-sovellusten tekemisess{\"a} on k{\"a}ytetty C, C++- tai Fortran-kielt{\"a}, mutta t{\"a}ss{\"a} ty{\"o}ss{\"a} k{\"a}ytettiin Javaa. Ty{\"o}ss{\"a} tarkasteltiinkin my{\"o}s Javan soveltumista grande-sovellusten kehitysymp{\"a}rist{\"o}ksi.",
    author = "Mikko Majanen",
    note = "CA: ELE Pro gradu -tutkielma Oulun yliopisto, Fysikaalisten tieteiden laitos, Teoreettinen fysiikka",
    year = "2002",
    language = "Finnish",
    publisher = "University of Oulu",
    address = "Finland",
    school = "University of Oulu",

    }

    Majanen, M 2002, 'Hajautettua tieteellistä laskentaa aktiiviverkossa: Pro gradu', Master Degree, University of Oulu, Oulu.

    Hajautettua tieteellistä laskentaa aktiiviverkossa : Pro gradu. / Majanen, Mikko.

    Oulu : University of Oulu, 2002. 76 p.

    Research output: ThesisMaster's thesisTheses

    TY - THES

    T1 - Hajautettua tieteellistä laskentaa aktiiviverkossa

    T2 - Pro gradu

    AU - Majanen, Mikko

    N1 - CA: ELE Pro gradu -tutkielma Oulun yliopisto, Fysikaalisten tieteiden laitos, Teoreettinen fysiikka

    PY - 2002

    Y1 - 2002

    N2 - Tämän työn tavoitteena oli tutkia aktiiviverkkojen soveltuvuutta ns. grande-sovellusten suorituksen hajauttamiseen. Grande-sovelluksella tarkoitetaan mitä tahansa sovellusta, joka vaatii paljon laskentaresursseja suoritukseensa. Aktiiviverkolla puolestaan tarkoitetaan verkkoa, jonka reitittimet ovat aktiivisia. Verkon käyttäjät voivat ohjelmoida näitä aktiivisia reitittimiä dynaamisesti lähettämällä niille omia ohjelmiaan. Asian tutkimiseksi tehtiin grande-sovellus, joka laskee supravirran suuruuden tyypin II suprajohteessa olevan vorteksin ympärillä. Tästä grande-sovelluksesta tehtiin kolme eri versiota: normaali peräkkäinen versio sekä kaksi rinnakkaisena toimivaa versiota. Rinnakkaisista versioista toinen käyttää hyväkseen aktiiviverkkoteknologiaa, kun taas toinen käyttää rinnakkaislaskennassa yleisesti käytettyä MPI-viestinvälitysmekanismia. Aktiiviverkossa tapahtuvan hajautetun laskennan tehokkuuden mittaamiseksi tehdyn grande-sovelluksen eri versioille tehtiin suorituskykytestit VTT Elektroniikan Beowulf-klusterissa. Testien perusteella pystyttiin laskemaan grande-sovelluksen rinnakkaisten versioiden tehonlisäys sekä tehokkuus. Versiot olivat suorituskyvyiltään tasaväkisiä 16 koneeseen asti, mutta suuremmilla konemäärillä viestinvälitystä käyttävä versio suoriutui jonkin verran paremmin. Testien perusteella Beowulf-klusterin tapaisessa homogeenisessa ympäristössä on syytä jatkossakin käyttää MPI:n tapaisia viestinvälityskirjastoja, mutta heterogeenisen, laajemmalla alueella toimivan laskentaympäristön tapauksessa (esim. Internetin välityksellä kytketyt koneet) aktiiviverkkoteknologia voi tarjota varteenotettavan vaihtoehdon nykyisille metalaskentaympäristöille. Perinteisesti grande-sovellusten tekemisessä on käytetty C, C++- tai Fortran-kieltä, mutta tässä työssä käytettiin Javaa. Työssä tarkasteltiinkin myös Javan soveltumista grande-sovellusten kehitysympäristöksi.

    AB - Tämän työn tavoitteena oli tutkia aktiiviverkkojen soveltuvuutta ns. grande-sovellusten suorituksen hajauttamiseen. Grande-sovelluksella tarkoitetaan mitä tahansa sovellusta, joka vaatii paljon laskentaresursseja suoritukseensa. Aktiiviverkolla puolestaan tarkoitetaan verkkoa, jonka reitittimet ovat aktiivisia. Verkon käyttäjät voivat ohjelmoida näitä aktiivisia reitittimiä dynaamisesti lähettämällä niille omia ohjelmiaan. Asian tutkimiseksi tehtiin grande-sovellus, joka laskee supravirran suuruuden tyypin II suprajohteessa olevan vorteksin ympärillä. Tästä grande-sovelluksesta tehtiin kolme eri versiota: normaali peräkkäinen versio sekä kaksi rinnakkaisena toimivaa versiota. Rinnakkaisista versioista toinen käyttää hyväkseen aktiiviverkkoteknologiaa, kun taas toinen käyttää rinnakkaislaskennassa yleisesti käytettyä MPI-viestinvälitysmekanismia. Aktiiviverkossa tapahtuvan hajautetun laskennan tehokkuuden mittaamiseksi tehdyn grande-sovelluksen eri versioille tehtiin suorituskykytestit VTT Elektroniikan Beowulf-klusterissa. Testien perusteella pystyttiin laskemaan grande-sovelluksen rinnakkaisten versioiden tehonlisäys sekä tehokkuus. Versiot olivat suorituskyvyiltään tasaväkisiä 16 koneeseen asti, mutta suuremmilla konemäärillä viestinvälitystä käyttävä versio suoriutui jonkin verran paremmin. Testien perusteella Beowulf-klusterin tapaisessa homogeenisessa ympäristössä on syytä jatkossakin käyttää MPI:n tapaisia viestinvälityskirjastoja, mutta heterogeenisen, laajemmalla alueella toimivan laskentaympäristön tapauksessa (esim. Internetin välityksellä kytketyt koneet) aktiiviverkkoteknologia voi tarjota varteenotettavan vaihtoehdon nykyisille metalaskentaympäristöille. Perinteisesti grande-sovellusten tekemisessä on käytetty C, C++- tai Fortran-kieltä, mutta tässä työssä käytettiin Javaa. Työssä tarkasteltiinkin myös Javan soveltumista grande-sovellusten kehitysympäristöksi.

    M3 - Master's thesis

    PB - University of Oulu

    CY - Oulu

    ER -