SOME-Bus Mimarisi Üzerinde Mesaj Geçişi Protokolünün Başarımını Artırmaya Yönelik Bir Algoritma



Benzer belgeler
Dağıtık Ortak Hafızalı Çoklu Mikroişlemcilere Sahip Optik Tabanlı Mimari Üzerinde Dizin Protokollerinin Başarım Çözümlemesi

BSM 532 KABLOSUZ AĞLARIN MODELLEMESİ VE ANALİZİ OPNET MODELER

Çekişme Temelli Ortam Erişimi Algoritmaları Dilim Atama İhtimalleri Karşılaştırması

İletişim Ağları Communication Networks

OBS REZERVASYON YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI PERFORMANS ANALİZİ

Yaşar Tonta SLAYT 1

Yönelticiler ve Ağ Anahtarları Teorik Altyapı

Çok İşlemcili Yapılarda Sinyal İşleme Yazılımlarının Geliştirilmesi Uygulaması. Sinan Doğan, Esra Beyoğlu

DOD / DEPARMENT OF DEFENCE

Elbistan Meslek Yüksek Okulu GÜZ Yarıyılı Kas Salı, Çarşamba Öğr. Gör. Murat KEÇECĠOĞLU

Maltepe Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Bilgisayar Ağları - 1 (BİL 403)

Dağıtık Sistemler CS5001

HF TELSİZ AĞLARDA DSR TABANLI ROTALAMA UYGULAMASI

EGE Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Müh. Bölümü Öğretim Yılı Lisans Tezi Önerileri

TC KİMLİK NO SMS GÖNDERİM XML API

DE-CIX GLOBEPEER ÖZEL HİZMET SEVİYESİ SÖZLEŞMESİ

KABLOSUZ MESH AĞLAR, YÖNLENDİRME METRİKLERİ VE PROTOKOLLERİ

Computer Networks 5. Öğr. Gör. Yeşim AKTAŞ Bilgisayar Mühendisliği A.B.D.

Veri İletişimi Data Communications

Frekans Seçici Kanallarda Çalışan Yukarı Link MC-CDMA Sistemleri için EM Tabanlı Birleşik Bilgi Sezim ve Kanal Kestirim Yöntemi

Detecting Blackhole Attack on AODVbased Mobile Ad Hoc Networks by Dynamic Learning Method(2007)

AKILLI KAVŞAK YÖNETİM SİSTEMİ

YENĐ NESĐL HETEROJEN KABLOSUZ AĞLARDA ALGORĐTMALARI

Protocol Mimari, TCP/IP ve Internet Tabanlı Uygulamalar

Paket Anahtarlama ve Yönlendirme

Bilgisayar Programcılığı

PARALEL HESAPLAMA ÇAĞRI GİDER ENES BİLGİN

BİLGİSAYAR AĞLARI VE İLETİŞİM

Kablosuz Algılayıcı Ağları ile Yangın Tespit Sistemi

Veri İletişimi, Veri Ağları ve İnternet

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

22/03/2016. OSI and Equipment. Networking Hardware YİNELEYİCİ (REPEATER) YİNELEYİCİ (REPEATER) Yineleyici. Hub

03/03/2015. OSI ve cihazlar. Ağ Donanımları Cihazlar YİNELEYİCİ (REPEATER) YİNELEYİCİ (REPEATER) Yineleyici REPEATER

Basit Mimari, Katmanlı Mimari ve doğrudan çalıştırma olarak üçe ayrılır.

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS. Bilgisayar Ağları I BIL

Elbistan Meslek Yüksek Okulu Güz Yarıyılı

Tarih Saat Modül Adı Öğretim Üyesi. 01/05/2018 Salı 3 Bilgisayar Bilimlerine Giriş Doç. Dr. Hacer Karacan

Veri Ağlarında Gecikme Modeli

Algoritma Geliştirme ve Veri Yapıları 2 Veri Modelleri. Mustafa Kemal Üniversitesi

Değişen ve Gelişen Türkiye nin, Yenilikçi ve Atılımcı Elektronik Üreticisi

Mobil Cihazlardan Web Servis Sunumu

Çoklu Dağıtım (Multicast) Servisi

Aşağı Link MC-CDMA Sistemlerinde Kullanılan PIC Alıcının EM-MAP Tabanlı Olarak İlklendirilmesi

MODBUS PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN KABLOLU VE KABLOSUZ ENERJİ İZLEME SİSTEMİ

Dağıtık Sistemler CS5001

KABLOSUZ ALGILAYICI AĞLAR VE GÜÇ TÜKETİMİNİN İNCELENMESİ

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: CME 3004

BİL 542 Paralel Hesaplama. Dersi Projesi. MPJ Express Java Paralel Programlama

Çözümleri ADAPTİF TRAFİK YÖNETİM SİSTEMİ (ATAK) İSBAK A.Ş., İstanbul Büyükşehir Belediyesi iştirakidir.

VIERO ARAÇ SAYIM SİSTEMİ

Muhammet Fatih AKBAŞ, Enis KARAARSLAN, Cengiz GÜNGÖR

OSI REFERANS MODELI-II

Bölüm 8 : PROTOKOLLER VE KATMANLI YAPI: OSI, TCP/IP REFERANS MODELLERİ.

XML API. İçindekiler. Toplu SMS Sistemlerinde Güvenilir Çözüm Ortağınız 1. AMAÇ KULLANIM ŞEKLİ Genel Hata Kodları.

Kontrol Đşaretleşmesi

Bölüm 9. İletişim ve Ağlar. Bilgisayarların. Discovering. Keşfi Computers Living in a Digital World Dijital Dünyada Yaşamak

GALATASARAY ÜNİVERSİTESİ

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: CME 4453

AJANS İLETİŞİM API XML API v İçindekiler. 1. AMAÇ - Sayfa 2

YAŞAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 4 YILLIK EĞİTİM PLANI ( AKADEMİK YILINDAN İTİBAREN GEÇERLİDİR)

Bahar BSM 450 Fiber Optik Ağlar. Örnek Vize Soruları

Bil101 Bilgisayar Yazılımı I. M. Erdem ÇORAPÇIOĞLU Bilgisayar Yüksek Mühendisi

Bilgisayar Sistemleri ilk ortaya çıktığında...

OPNET PROJECT EDİTÖRDE. Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

Bilgisayar Ağları ve Ağ Güvenliği DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN GENÇOL HİTİT ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH.

XML API v2.0 Belge sürümü : 2.0.2

AĞ SĠSTEMLERĠ. Öğr. Gör. Durmuş KOÇ

P-661HNU F1 ve P-660HNU F1 QoS Yönetimi

Prensipler Çoklu ortam uygulamalarının sınıflandırılması Uygulamaların ihtiyaç duyacağı ağ servislerini belirlemek Uygulamaların gerçek zamanlı

Yazılım Tanımlı Ağlar Ders 1 Yazılım Tanımlı Ağların Temelleri. Mehmet Demirci

Büyük Ölçekli Paralel Nükleer Kabuk Modeli Hesaplamaları

Elbistan Meslek Yüksek Okulu Güz Yarıyılı

IPv6 DA FARKLI YÖNLENDĠRME PROTOKOLLERĠNĠN BAġARIMI

BİLGİSAYAR AĞLARINDA KULLANILAN DELİK KOVA TIKANIKLIK KONTROL ALGORİTMASI İÇİN SİMULATOR

OPNET PROCESS EDİTÖRDE. Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

BİT in Temel Bileşenleri (Yazılım-1)

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

VIERO, görüntü tabanlı analiz sayesinde, ortalama araç hızı bilgisi üretmekte ve araç yoğunluğunu da ölçmektedir. VIERO Araç Sayım Sistemi

ULUSLARARASI ANTALYA ÜNİVERSİTESİ ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DERS KATALOĞU

BİH 605 Bilgi Teknolojisi Bahar Dönemi 2015

OPNET PROJECT EDİTÖRDE. Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

TEMEL BİLGİSAYAR BİLİMLERİ. Programcılık, problem çözme ve algoritma oluşturma

ÖNDER BİLGİSAYAR KURSU. Sistem ve Ağ Uzmanlığı Eğitimi İçeriği

KUANTUM KRĠPTOGRAFĠ ĠTÜ BĠDB AĞ GRUBU/TANER KOÇ

PARALOG POS ve YAZARKASA Aktarımları. Derece Yazılım 2009

HABERLEŞME. izlenebilmekte ve komut alabilmektedir.

İŞ SIRALAMA. İş Sıralamanın Amaçları. İş Sıralama Türleri - 1. İş Sıralama. İş Sıralama Türleri - 2

Daha komplike uygulamalar elektronik ticaret, elektronik kimlik belgeleme, güvenli e-posta,

Kerem FIRAT Elektrik-Elektronik Müh.

DIARIST GÖMÜLÜ SİSTEM ÜZERİNDE UYGULANAN İKİLİ YEDEKLEME YÖNTEMİ İLE AKSAKLIĞA DAYANIKLI YAZILIM MİMARİSİ. Murat Cihan SORKUN Dr.

Alt Ağ Maskesi (Subnet Mask)

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

UHeM ve Bulut Bilişim

YZM ALGORİTMA ANALİZİ VE TASARIM DERS#6: AZALT VE FETHET YÖNTEMİ

28 Aralık Yıldız Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

AĞ HİZMETLERİ. Öğr.Gör.Volkan ALTINTAŞ. Version 4.0

1. YIL - 1. DÖNEM DERSİN ADI TEORİK UYGULAMA AKTS

DGridSim Gerçek Zamanlı Veri Grid Simülatörü. Yazılım Tasarımı Dokümanı v Mustafa Atanak Sefai Tandoğan Doç. Dr.

ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

SPARC v8 İŞLEMCİ SİMÜLASYONU

Transkript:

SOME-Bus Mimarisi Üzerinde Mesaj Geçişi Protokolünün Başarımını Artırmaya Yönelik Bir Algoritma Çiğdem İNAN, M. Fatih AKAY Çukurova Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Balcalı-ADANA

İçerik Çalışmanın konusu ve amacı. SOME-Bus nedir? Mesaj Geçişi Protokolü. Tıkanıklık ve akış kontrolü Simülasyon bilgileri Önerilen algoritma Simülasyon sonuçları ve karşılaştırmalar Sonuçlar I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 2 15-18 Nisan 2

Çalışmanın Konusu ve Amacı 64 düğüme sahip SOME-Bus ağı için mesaj geçişi protokolünün başarımını artırmaya yönelik bir algoritma tasarımı. Algoritmanın başarımının İşlemci Verimi, Ağ Cevap Süresi (Ağ Gecikmesi) ve Giriş Kuyruğunda Bekleme Süresi kıstaslarına göre düzenli ve yoğun ağ trafikleri altında ölçümü. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 3 15-18 Nisan 2

SOME-Bus Bir ağdaki bütün düğümlere eş zamanlı ve çoklu gönderim yapabilen mimarilerin bir uygulaması SOME-Bus (Simultaneous Optical Multiprocessor Exchange Bus) adı ile önerilmiştir. Bu mimari, yüksek başarımlı bir ağ elde etmek için bir araya getirilmiş optik ve elektronik cihazlardan oluşur. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 4 15-18 Nisan 2

SOME-Bus-Paralel Alıcı Dizisi M dalga boylu K adet fiber W dalga boylu M/W adet kanal 128 düğüm ve W=1 dalga boylu bir yapılandırma için, M=4 dalga boylu K=32 fibere ihtiyaç duyulur ve her bir düğümdeki alıcı dizis 128 adet alıcı içerir 32x4 lük matrisler I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 5 15-18 Nisan 2

SOME-Bus-İşlemci Arayüzü I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 6 15-18 Nisan 2

Mesaj Geçişi Protokolü Mesaj geçişi, paralel işlemcilerin dağıtık hafıza mimarisinde kullanılan bir programlama modelidir. Birçok paralel işlemci arasında global bir hafızaya ihtiyaç duymadan iletişimi sağlayabilmektedir. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 7 15-18 Nisan 2

Mesaj Geçişi Protokolü Ana fikri, her işlemcinin kendi yerel hafızasının olması ve diğer işlemcilerle mesajları kullanarak haberleşmesidir. Yüksek başarım elde etmek için geliştirilen etkili mesaj geçişi sistemlerinin hafızaya erişim ve mesaj iletim zamanlarının düşük olması gerekmektedir. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 8 15-18 Nisan 2

Tıkanıklık Paralel sistemlerdeki gecikme probleminin en önemli kaynağıdır. Tıkanıklık problemi iki şekilde ele alınmıştır: tıkanıklığı önleme ve tıkanıklığı iyileştirme. Her iki yöntem de düğümlerin çıkış kuyruklarındaki paketlerin ağ iletişiminde gecikme yaratabilme olasılıklarını ele almışlardır. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 9 15-18 Nisan 2

Düğümlerin giriş kuyruklarındaki gecikmeler Düğümlerin giriş kuyruklarında oluşan gecikmeler de, çıkış kuyruklarında oluşan gecikmeler kadar ağ gecikmesine katkıda bulunmaktadırlar. Akış kontrolü algoritmaları Önerilen çalışmaların hemen hepsinde düğümlerin tek bir giriş kuyruğuna sahip oldukları kabul edilerek algoritmalar tasarlanmıştır. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 10 15-18 Nisan 2

Simülasyon 64 adet düğüm içeren ve her düğümde bir işlemci ve bir kanal bulunduran, mesaj geçişi mimarisi üzerine kurulmuş SOME-Bus kuyruklama ağı kullanılmıştır. Simülasyondaki bütün iletişimin mesajları gönderme ve alma yoluyla yapıldığı, düğümlerin giriş kuyruklarında paket olduğu sürece işleme devam ettikleri, sadece giriş kuyrukları boşken durdukları ve işlenen iş parçacıklarının birbirinden bağımsız oldukları kabul edilmiştir. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 11 15-18 Nisan 2

Simülasyon Mesaj İçeriği Kaynak düğüm bilgisi Hedef düğüm bilgisi Alt kuyruk indeksi Durum dizisi Pas değeri Veri Her işlemci, başlangıçta 4 adet iş parçacığı ile işe başlamakta ve simülasyon esnasında yeni iş parçacıkları oluşturulmamaktadır. İş parçacıkları bir düğümden diğerine gönderildiklerinde vardıkları düğümün 64 adet alt kuyruğundan kaynak işlemci numarasına sahip alt kuyruğa yerleşirler. İşlemci, alt kuyruk göstericisinin işaret ettiği paketi işlemekte ve paketler gönderilirken kaynak işlemcinin alt kuyruk göstericisinin bulunduğu pozisyon paketlerle beraber gönderilmektedir. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 12 15-18 Nisan 2

Simülasyon 0 N-1 Alt kuyruk göstericisinin bulunduğu pozisyon gönderilmiş paketin bulunduğu yerden uzakta ise giriş kuyruğundaki paket, kendinden önceki paketlerin servis süresince bekleyecektir. Gönderilen paketler ilgili alt kuyruklara yerleştikten sonra, alt kuyruk göstericisi kendilerini işaret etmeden işlem görememektedirler. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 13 15-18 Nisan 2

Simülasyon Tp Tp, bir işlemcinin giriş kuyruğundan aldığı bir paketi ortalama işleme zamanı olup ortalaması 100 olan üstel dağılıma sahiptir. Tt Mesajın iletim zamanı. Geleneksel mesaj geçişi uygulaması için 5 ile 100 arasında değişen, pas geçme algoritması içinse 6 ile 120 arasında değişen düzenli dağılıma sahiptir. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 14 15-18 Nisan 2

Simülasyon Düzenli (Uniform) Trafik Düzenli trafikte hedef düğüm seçme işlemi 0 ile 63 arasında düzenli dağılım kullanılarak yapılmaktadır. Yoğun (Hot Region) Trafik Bir düğümün gönderdiği paketlerin %25 i düğümler arasından belirlenen %25 lik düğüm grubuna, kalanlar ise tüm ağdan düzenli olarak seçilen düğüm grubuna gönderilmektedir. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 15 15-18 Nisan 2

Önerilen Algoritma I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 16 15-18 Nisan 2

Simülasyon Sonuçları ve Karşılaştırma- Düzenli Trafik I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 17 15-18 Nisan 2

Simülasyon Sonuçları ve Karşılaştırma- Düzenli Trafik Ağ Gecikmesi 790 740 Ağ Gecikmesi (sn) 690 640 590 540 490 440 0 2 4 6 8 10 12 Değişik Tt zamanları için çalıştırma sonuçları Geleneksel Mesaj Geçişi Pas Geçme Algoritması I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 18 15-18 Nisan 2

Simülasyon Sonuçları ve Karşılaştırma- Düzenli Trafik Giriş Kuyruğunda Bekleme Süresi Giriş Kuyruğunda Bekleme Süresi (sn) 440 410 380 350 320 290 260 230 200 0 2 4 6 8 10 12 Değişik Tt zamanları için çalıştırma sonuçları Geleneksel Mesaj Geçişi Pas Geçme Algoritması I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 19 15-18 Nisan 2

Simülasyon Sonuçları ve Karşılaştırma- Yoğun Trafik İşlemci Verimi 0.9 0.86 İşlemci Verimi 0.82 0.78 0.74 0.7 0 2 4 6 8 10 12 Değişik Tt zamanları için çalıştırma sonuçları Geleneksel Mesaj Geçişi Pas Geçme Algoritması I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 20 15-18 Nisan 2

Simülasyon Sonuçları ve Karşılaştırma- Yoğun Trafik Ağ Gecikmesi 850 800 Ağ Gecikmesi (sn) 750 700 650 600 550 0 2 4 6 8 10 12 Değişik Tt zamanları için çalıştırma sonuçları Geleneksel Mesaj Geçişi Pas Geçme Algoritması I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 21 15-18 Nisan 2

Simülasyon Sonuçları ve Karşılaştırma- Yoğun Trafik 440 Giriş Kuyruğunda Bekleme Süresi 410 380 uyruğunda Bekleme Süresi (sn) 350 320 290 I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 22 15-18 Nisan 2

Sonuçlar Pas geçme algoritmasından sonra düzenli trafikte işlemci verimi %4.93 artmış, ağ cevap süresi %9.41, giriş kuyruğunda bekleme süresi %19.77 azalmıştır. Yoğun trafikte ise işlemci verimi %6.02 artmış, ağ cevap süresi %5.14, giriş kuyruğunda bekleme süresi %18.31 azalmıştır. I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 23 15-18 Nisan 2

Sonuçlar Düşük maliyetli ek bir donanımla SOME- Bus performansını arttırmaya yönelik bir yaklaşımda bulunulmuştur. Gelecek Çalışmalar Ayarlanabilir eşik değerleri Çıkış kanalına ait iyileştirmeler I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 24 15-18 Nisan 2

Teşekkürler I. Ulusal Yüksek Başarım ve Grid Konferansı 25 15-18 Nisan 2