Seminar General 23.10.2006

1. Institutul National de Fizica si Tehnologie Nucleara ‘Horia Hulubei’ Seminar General 23.10.2006 "Modelarea si simularea traficului de date in nodul IFIN-HH in prezenta activitatii Grid. Sistem de calcul performant pentru investigarea modelelor fizice prin algoritmi de paralelizare” Proiect CORINT NUC-INT “Sistem informatic performant pentru investigarea modelelor fizice tratabile prin algoritmi de paralelizare (SIMFAP)“ Mihnea Dulea, CTIC

2. Seminar etapa I proiect SIMFAP CUPRINS • Proiectul SIMFAP • Etapa I • Modelarea si simularea traficului de date in IFIN • Modelul cu doua noduri • Modelul cu noduri multiple • Cluster HPC • Dezvoltari ulterioare

3. Proiectul SIMFAP SIMFAP = “Sistem Informatic performant pentru investigarea Modelelor Fizice tratabile prin Algoritmi de Paralelizare” • Scopuri: • realizarea si testarea infrastructurii hard si soft minimale necesare pentru • studii de fizica computationala prin metode HPC (High Performance Computing) • modelarea si simularea traficului de date in nodul de comunicatii IFIN-HH, • in prezenta activitatii GRID Obiective realizate de CTIC in parteneriat cu Lab. de Tehnologii ale Informatiei (LIT) din Institutul Unificat de Cercetari Nucleare – Dubna (IUCN), in cadrul programului de cooperare Hulubei-Meshcheryakov privind colaborarea in domeniul tehnologiei informatiei si al fizicii computationale (incheiat in Ianuarie 2005). Istoric: - proiect conceput in Noiembrie 2005 - contract aprobat in Iulie 2006

4. SIMFAP - Etapa I Activitati prevazute • a)sistem de monitorizare si control a traficului de date prin nodul de comunicatii al IFIN-HH; • b) modelarea si simularea traficului de date intre reteaua locala si Internet, in prezenta activitatii Grid; • c) design-ul si constructia unui cluster prototip pentru calcul paralel Activitati realizate • a)monitorizarea si filtrarea pe routere a traficului de date care tranziteaza nodul de comunicatii al IFIN-HH; • b) realizarea a doua modele si simularea pe baza acestora a traficului de date intre reteaua locala si Internet, in prezenta activitatii Grid; • c) design-ul si achizitia componentelor necesare pt. construirea clusterului prototip.

5. Reteaua locala de date IFIN-HH Grupul 1 Grupul 2 Problema monitorizarii, modelarii, simularii traficului Grid prin nodul CTIC.

6. Conexiunea la Internet (RoEduNet) Mai mult de 90% din traficul Federatiei Romane Tier-2 tranziteaza CITC - NIPNE Legatura CTIC-UPB (12km) - conexiune de 10 Gbps, destinata in special traficului Grid. - switch layer 3 Nortel - conexiune 100 Mbps (provider - RDS), pentru useri obisnuiti Realizarea legaturii de 10 Gbps - cumparare si pozare dark fiber, echipament pt 1 Gbps, in cadrul proiectului CEEX (Dec. 2005-Jan. 2006); - echipament de 10 Gbps, din fonduri investitii Harvey Newman verificand switch-ul Nortel in timpul vizitei la CTIC din 12.10

7. Modelul cu doua noduri Simuleaza ocuparea unui canal de transmisie de date in scopul determinarii conditiilor de trafic optim printr-un canal de comunicatie destinat Grid-ului. Se simuleaza trimiterea, receptia, si con- firmarea de primire a unui pachet, in functie de parametrii: - incarcarea initiala a canalului - lungimea pachetelor transmise - latenta la emisie si receptie - numarul de pachete care asteapta confirmarea de primire Primii doi parametri sunt extrasi aleator din statistica experimentala a incarcarii canalului si din distributia dupa lungimi a pachetelor. Se simuleaza comportamentul real al canalului variind latenta la emisie si la receptie, cat si numarul maxim de pachete care asteapta confirmarea.

8. Modelul cu doua noduri Traficul in functie de timp si distributia dupa viteza a pachetelor pentru latenta de 2 ms la transmisie si receptie si un nr. maxim de 100 pachete care asteapta confirmarea.

9. Modelul cu doua noduri Traficul in functie de timp si distributia dupa viteza a pachetelor pentru latenta de 2.7 ms la transmisie si receptie si un nr. maxim de 100 pachete care asteapta confirmarea. Traficul scade datorita necesitatii reluarii transmisiei pachetelor cu receptie neconfirmata

10. Modelul cu noduri multiple Introduce topologia retelei. Fiecare nod al retelei este tratat in cadrul modelului OSI. Construit pe baza programului de simulare Cnet, care trateaza explicit doar nivelul fizic si nivelul aplicatie. In modelul propus aici se specifica un protocol stop-and-wait la nivelul de legatura de date pentru un numar arbitrar de noduri in interactie, si un protocol de tip flooding la nivel superior, care a fost modificat in sensul favorizarii traficului dintre LAN si Internet. Modelul presupune ca - traficul intern (LAN) este neglijabil in raport cu cel cu Internetul, - sistemele de calcul grupate intr-un ‘cluster’ conectat la backbone pot fi reprezentate printr-un singur nod virtual (workstation sau server) care genereaza un trafic echivalent cu cel al clusterului - latentele se masoara experimental

11. Topologia retelei IFIN-HH (IFIN.MAP)

12. Modelul cu noduri multiple Dependenta traficului de latenta legaturii Nortel - UPB (RoEduNet)

13. Cluster HPC Experienta anterioara: cluster HPC dedicat studiilor numerice din fizica nucleara si fizica sistemelor complexe. Tehnologie GigaEthernet (1 Gbps) 32 CPUs, 3GHz. SIMFAP: In etapa 1 s-a elaborat design-ul si s-au achizitionat componentele unui micro-cluster in Tehnologie Myrinet (2 Gbps) Config. dorita: 4 servere Utilizare: - calcul spectre modele nucleare cu 2 centri - model percolativ pentru simularea generarii cutremurelor - simulari Monte-Carlo (fizica solid, plasma)

14. Componente cluster HPC Achizitionate: 2xbuc. Server Intel SR1400, 1U, 2xXeon 3GHz, server board Intel SE7520JR2, 1xbuc. 1GB 128M DDR2-400 CL3 ECC DIMM Kingston, 1xbuc. 80GB Barracuda 7200.9 HDD, PCI-X. 4xbuc. Placi retea Myrinet M3F-PCIXD-2, compatibile PCI-X, RISC 225 MHz, latenta MPI 3,5 microsec, memorie locala 2MB, 133/66 MHz. 1xbuc. Switch Myrinet 2000 (M3F-SW8), 8 port FO. 4xbuc. Conectori FO Myrinet M3F-CB-1M, 1m.

15. Dezvoltari ulterioare In etapa a 2-a: - utilarea soft si testarea clusterului Myrinet: MPICH, ScaLAPACK, etc.; - calcule de valori proprii pt. matrici simetrice (ScaLAPACK); - algoritmi de paralelizare pentru supraconductivitate de temp. critica inalta (Prof. Gh. Adam); - dezvoltarea programului de simulare - input realist (latente, generare trafic) <- monitorizare; - distributia detaliata dupa lungimea pachetelor; - valori superioare ale traficului generare; - viteza mai mare de calcul (paralelizare?);

16. Seminar etapa I proiect SIMFAP VA MULTUMESC !