Progetto S.Co.P.E. Applicazioni del GRID computing nel settore delle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione Giorgio Ventre Napoli, 29 maggio 2008

Applicazioni del GRID computing nel settore ICT Il GRID come strumento di lavoro di supporto nella Ingegneria dell’Informazione e della Comunicazione Si presentano due campi applicativi Previsione e controllo del campo elettromagnetico Valutazione e testing di protocolli e servizi di comunicazione in reti di calcolatori

Strumento su piattaforma GRID per la previsione e il controllo Contributo 1 Strumento su piattaforma GRID per la previsione e il controllo del campo elettromagnetico in aree urbane Giorgio Franceschetti, Raffaella Guida, Pasquale Imperatore, Antonio Iodice, Francesco Moscato, Nicola Mazzocca, Giuseppe Ruello, Daniele Riccio

Obiettivi dell’applicazione Supporto alla pianificazione di reti wireless Previsione/Monitoraggio del campo outdoor Previsione del campo indoor Soluzione ricercata…REAL TIME! Algoritmo accurato Parallelizzazione spinta

Logica della Soluzione Parallela Ray Launching Tempi di calcolo elevati Distribuzione dei compiti Anxel = porzione angolare della scena Tempi di Calcolo e Comunicazione sotto controllo!

Logica della Soluzione Parallela Come assegnare gli anxel alle risorse di calcolo? Primary Souce Primary Souce CPU 1 CPU 2 CPU 3 Scena non isotropa -> Interallacciamento tra le CPU

Lo strumento

Caso Test 324m 45s Simulation Setting Antenna model 741415X6.msi Input Power 5.0 W Frequency 2170.00 MHz Wavelength  0.138 m Polarization Vertical Maximum Gain 15.35 dBd Down tilt 1.00 degrees Tx. Height 45 m Threshold input -90.0 dBm Maximum ray distance 2.0 m Receiver height 1.5 m Map dimension 768.00 m x780.00 m Model Direct + Reflected + All order of diffractions Pixel dimensions 2.0 m x2.0 m Simulation Parameters Number of pixels Nx = 384 Ny = 390 Number of primary anxels 3152 Number of diffractions Nd = 17.387.136 Number of reflections Nr = 12.507.390 Sequential Computing time 324m 45s

Analisi di scalabilità e valutazione delle performance Ndiff = 17.387.136

Lavoro in corso e sviluppi futuri su piattaforma distribuita Scalabilità & Performance su scene più estese e cluster più ampi Scalabilità su piattaforma distribuita Scheduling Statico  Scheduling Dinamico Web Service

Giorgio Ventre, Roberto Canonico, Pasquale Di Gennaro Contributo 2 Valutazione e testing di protocolli e servizi di comunicazione in reti di calcolatori tramite la GRID - La Internet Emulation Giorgio Ventre, Roberto Canonico, Pasquale Di Gennaro

Strumenti per la valutazione di sistemi distribuiti e servizi - 1 Il testing di applicazioni distribuite richiede spesso infrastrutture di dimensioni notevoli e costose Per la valutazione delle applicazioni e dei protocolli di rete esistono attualmente differenti metodologie: strumenti analitici emulazione ambiente sintetico ambiente reale simulazione testbed

Strumenti per la valutazione di sistemi distribuiti e servizi - 2 Modelli analitici Efficaci se riescono a catturare gli aspetti rilevanti del sistema da analizzare Simulazione Riproduzione del comportamento del sistema (modello) in un ambiente virtuale Ottima riproducibilità dei risultati e completo controllo dell’ambiente, ma difficoltà di modellazione e limiti di scalabilità Testbed Riproduzione del sistema in laboratorio Buona fedeltà ma limitata scalabilità Emulazione Combinazione di modelli e sistemi reali, in una forma di interazione che deve avvenire in real time Compromesso tra testbed e simulazione

La Netwok Simulation sulla GRID Topologie di “notevoli” dimensioni possono essere più agevolmente simulate traendo beneficio dalla potenza computazionale della GRID PDNS - Parallel/Distributed Network Simulator È in fase di realizzazione un “porting” in ambiente GRID

Internet Emulation: le sfide Rispetto alla simulazione coniuga elementi sintetici ed elementi reali emulazione del comportamento di reti di dimensioni medio/grandi emulazione del comportamento delle applicazioni reali simulazione del comportamento degli utenti simulazione di eventi di infrastruttura

Internet Emulation sulla GRID Internet Emulation sulla GRID significa emulare il comportamento di un sistema complesso, geograficamente distribuito, su un sistema esso stesso distribuito la GRID fornisce l‘infrastruttura hardware e software su cui costruire emulazioni realistiche su larga scala

Un esempio di Internet Emulation sulla GRID-1

Un esempio di Internet Emulation sulla GRID-2

Tecnologie per l’emulazione della rete nella GRID - 1 Come utilizzare al meglio le risorse della GRID per fare emulation della rete? Una soluzione è il multiplexing delle risorse tramite la virtualizzazione Sito 1 Sito 2 Sito 3 Sito 4 Sito 5 Sito 6 Sito 7

Tecnologie per l’emulazione della rete nella GRID - 2 Con “node multiplexing” intendiamo la scomposizione di un nodo fisico in più unità virtuali Nodi Virtuali Nodi Fisici

Tecnologie per l’emulazione della rete nella GRID - 3 Con “link multiplexing” intendiamo la scomposizione dei link fisici in più unità virtuali site LAN virtual links

Il progetto Neptune: emulazione su GRID - 1 Il progetto Neptune ha come scopo la realizzazione di una architettura versatile per l’emulazione di reti complesse tramite il deployment di nodi virtuali in ambiente distribuito

Il progetto Neptune: emulazione su GRID - 2 Distribuzione di Virtual Machine su nodi GRID Nodo GRID1 Nodo GRID2 Nodo GRIDn

La terna VEG – Virtualization / Emulation / GRID Internet Emulation GRID computing Virtualization Virtual WorkSpace

Il tool: NVI - Neptune Virtual Infrastructure manager In sviluppo presso il DIS Collaborazione con un progetto open-source Xen-centrico ma in futuro anche QEMU e OpenVZ La macchina virtuale è subito visibile in rete come se fosse una macchina fisica Usabile

Il tool: Neptune Emulation plug-in In sviluppo presso il DIS Applicazione web java Creazione e visualizzazione di topologie per l’emulazione Deployment delle reti emulate su cluster fisici e virtuali Supporto del framework netem Linux

Sviluppi futuri Integrazione dei meccanismi di emulazione nella GRID Attivazione della virtualizzazione nella GRID per servizi e applicazioni on-demand