Departamento de Arquitectura y Tecnolog a de Computadores

6.

7. A través de la taxonomía de clusters de computadores que se presenta en esta diapositiva se ilustran posibles configuraciones de clusters de computadores. Como se puede ver, existen diferencias en cuanto a la forma de comunicación (mediante paso de mensajes o almacenamiento compartido) y a la forma de conexión entre los nudos. El trabajo que se presenta aquí se refiere a los clusters que utilizan paso de mensajes para la comunicación. Actualmente, en este tipo de clusters los nodos se conectan mediante tarjetas de red situadas en el bus de E/S, y es éste el entorno experimental en el que se ha desarrollado el trabajo. No obstante, también podría extenderse a clusters en los que la interfaz de red se ubica en el bus del sistema. A través de la taxonomía de clusters de computadores que se presenta en esta diapositiva se ilustran posibles configuraciones de clusters de computadores. Como se puede ver, existen diferencias en cuanto a la forma de comunicación (mediante paso de mensajes o almacenamiento compartido) y a la forma de conexión entre los nudos. El trabajo que se presenta aquí se refiere a los clusters que utilizan paso de mensajes para la comunicación. Actualmente, en este tipo de clusters los nodos se conectan mediante tarjetas de red situadas en el bus de E/S, y es éste el entorno experimental en el que se ha desarrollado el trabajo. No obstante, también podría extenderse a clusters en los que la interfaz de red se ubica en el bus del sistema.

8. En esta diapositiva se muestran dos computadores conectados a través de una red. Supongamos que dos procesos, uno en cada nodo, se comunican, transmitiéndose datos desde la memoria de usuario del emisor a la memoria de usuario del receptor. En una primera fase, los datos se pasan desde el espacio de usuario hasta la tarjeta de red. El tiempo que se consume en este paso (incluyendo el necesario para la transmisión a través de los buses del nodo, el tiempo para controlar la transferencia, y para dar a los datos el formato adecuado para la transmisión) constituye la sobrecarga u overhead de emisión. Después está el tiempo para transferir la información a través de la red, desde la NIC del emisor a la del receptor. Este tiempo se puede expresar, para nuestro propósito, como la suma del retardo de red más el producto del ancho de banda de la red por el número de datos a transferir (sobre todo en el caso de la red que interconecta un cluster) Finalmente tenemos la sobrecarga u overhead en el receptor, que corresponde al tiempo necesario para pasar los datos a la memoria de usuario del proceso receptor. Por tanto, el retardo de comunicación y el ancho de banda dependen tanto de las características de la red como de las operaciones en el emisor y en el receptor.En esta diapositiva se muestran dos computadores conectados a través de una red. Supongamos que dos procesos, uno en cada nodo, se comunican, transmitiéndose datos desde la memoria de usuario del emisor a la memoria de usuario del receptor. En una primera fase, los datos se pasan desde el espacio de usuario hasta la tarjeta de red. El tiempo que se consume en este paso (incluyendo el necesario para la transmisión a través de los buses del nodo, el tiempo para controlar la transferencia, y para dar a los datos el formato adecuado para la transmisión) constituye la sobrecarga u overhead de emisión. Después está el tiempo para transferir la información a través de la red, desde la NIC del emisor a la del receptor. Este tiempo se puede expresar, para nuestro propósito, como la suma del retardo de red más el producto del ancho de banda de la red por el número de datos a transferir (sobre todo en el caso de la red que interconecta un cluster) Finalmente tenemos la sobrecarga u overhead en el receptor, que corresponde al tiempo necesario para pasar los datos a la memoria de usuario del proceso receptor. Por tanto, el retardo de comunicación y el ancho de banda dependen tanto de las características de la red como de las operaciones en el emisor y en el receptor.

9. En esta diapositiva se muestran dos computadores conectados a través de una red. Supongamos que dos procesos, uno en cada nodo, se comunican, transmitiéndose datos desde la memoria de usuario del emisor a la memoria de usuario del receptor. En una primera fase, los datos se pasan desde el espacio de usuario hasta la tarjeta de red. El tiempo que se consume en este paso (incluyendo el necesario para la transmisión a través de los buses del nodo, el tiempo para controlar la transferencia, y para dar a los datos el formato adecuado para la transmisión) constituye la sobrecarga u overhead de emisión. Después está el tiempo para transferir la información a través de la red, desde la NIC del emisor a la del receptor. Este tiempo se puede expresar, para nuestro propósito, como la suma del retardo de red más el producto del ancho de banda de la red por el número de datos a transferir (sobre todo en el caso de la red que interconecta un cluster) Finalmente tenemos la sobrecarga u overhead en el receptor, que corresponde al tiempo necesario para pasar los datos a la memoria de usuario del proceso receptor. Por tanto, el retardo de comunicación y el ancho de banda dependen tanto de las características de la red como de las operaciones en el emisor y en el receptor.En esta diapositiva se muestran dos computadores conectados a través de una red. Supongamos que dos procesos, uno en cada nodo, se comunican, transmitiéndose datos desde la memoria de usuario del emisor a la memoria de usuario del receptor. En una primera fase, los datos se pasan desde el espacio de usuario hasta la tarjeta de red. El tiempo que se consume en este paso (incluyendo el necesario para la transmisión a través de los buses del nodo, el tiempo para controlar la transferencia, y para dar a los datos el formato adecuado para la transmisión) constituye la sobrecarga u overhead de emisión. Después está el tiempo para transferir la información a través de la red, desde la NIC del emisor a la del receptor. Este tiempo se puede expresar, para nuestro propósito, como la suma del retardo de red más el producto del ancho de banda de la red por el número de datos a transferir (sobre todo en el caso de la red que interconecta un cluster) Finalmente tenemos la sobrecarga u overhead en el receptor, que corresponde al tiempo necesario para pasar los datos a la memoria de usuario del proceso receptor. Por tanto, el retardo de comunicación y el ancho de banda dependen tanto de las características de la red como de las operaciones en el emisor y en el receptor.

10. A partir de este modelo sencillo del tiempo de comunicación, la suma de la sobrecarga de emisor y receptor se puede expresar mediante la suma de tres términos (suponiendo nodos similares): el primero contabiliza el número de veces que la información ha pasado a través del bus de memoria, el segundo a través del bus de E/S (estamos considerando que la NIC se conecta a dicho bus), y de un término que corresponde a aquella parte del tiempo necesario para controlar las transferencias, construir los mensajes, etc. que no se ha solapado con los otros tiempos. Si se desprecia el valor de L (dado que suele ser muy peqequeño frente a los otros términos en un luster) se tiene que el tiempo de comunicación viene dado por esta expresión, y que el ancho de banda efectivo que podrían aprovechar las aplicaciones sería el indicado. Como se ve, a medida si el ancho de banda de la red es bastante menor que el del bus de memoria y el de E/S, el término más importanto es el que depende del tiempo de procesamiento de protocolos y control de transferencias. Los valores de M y N también son muy importantes. A partir de este modelo sencillo del tiempo de comunicación, la suma de la sobrecarga de emisor y receptor se puede expresar mediante la suma de tres términos (suponiendo nodos similares): el primero contabiliza el número de veces que la información ha pasado a través del bus de memoria, el segundo a través del bus de E/S (estamos considerando que la NIC se conecta a dicho bus), y de un término que corresponde a aquella parte del tiempo necesario para controlar las transferencias, construir los mensajes, etc. que no se ha solapado con los otros tiempos. Si se desprecia el valor de L (dado que suele ser muy peqequeño frente a los otros términos en un luster) se tiene que el tiempo de comunicación viene dado por esta expresión, y que el ancho de banda efectivo que podrían aprovechar las aplicaciones sería el indicado. Como se ve, a medida si el ancho de banda de la red es bastante menor que el del bus de memoria y el de E/S, el término más importanto es el que depende del tiempo de procesamiento de protocolos y control de transferencias. Los valores de M y N también son muy importantes.

11. Este tiempo de sobrecarga es consumido por la interfaz de red para implementar las funciones de la capa de mensajes. Entre los servicios de comunicación que necesitan las aplicaciones y las características y prestaciones que proporciona la red que conecta los nodos hay diferencias (gap) Aparecen así una serie de funciones que deben implementarse para conseguir que el funcionamiento de la red sea transparente a las aplicaciones. Estas funciones son las que definen la capa de mensajes que se implementa en el interfaz de red. Esta interfaz se implementa a través de elementos hardware y software y tiene asociada una sobrecarga.Este tiempo de sobrecarga es consumido por la interfaz de red para implementar las funciones de la capa de mensajes. Entre los servicios de comunicación que necesitan las aplicaciones y las características y prestaciones que proporciona la red que conecta los nodos hay diferencias (gap) Aparecen así una serie de funciones que deben implementarse para conseguir que el funcionamiento de la red sea transparente a las aplicaciones. Estas funciones son las que definen la capa de mensajes que se implementa en el interfaz de red. Esta interfaz se implementa a través de elementos hardware y software y tiene asociada una sobrecarga.