Pruebas de conectividad y procesamiento distribuido con clúster beowulf universitarios usando la red nacional de tecnología avanzada (Renata)

Las universidades cuentan con gran infraestructura tecnológica, especialmente de computadores personales de escritorio que están a disposición de estudiantes, docentes y directivos para uso cotidianos en sus labores. Estas salas son constantemente utilizadas en el día y parte de la noche, pero perma...

Full description

Autores:
Ospina Sanjuan, Álvaro Enrique
Carvajal Salamanca, Roberto
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2008
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
Systems Engineering
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Analysis
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description Las universidades cuentan con gran infraestructura tecnológica, especialmente de computadores personales de escritorio que están a disposición de estudiantes, docentes y directivos para uso cotidianos en sus labores. Estas salas son constantemente utilizadas en el día y parte de la noche, pero permanecen ociosas el resto del tiempo. Teniendo en cuenta lo anterior y que además existen proyectos en las universidades que requieren alto poder de cómputo, se propone una solución de bajo costo que aprovecha los recursos no solo de una universidad, sino los recursos combinados de dos o más instituciones a través de la utilización de los clústeres de computadores y su interconexión a través de redes dedicadas de alta velocidad para conformar un Grid de computadores. Así mismo, este tipo de solución, relativamente nueva en nuestro medio, abre paso a un nuevo campo de investigación y desarrollo, especialmente en el área del software libre, pilar fundamental para este tipo de soluciones. Los computadores que conforman un clúster pueden ser utilizados de manera dedicada (solo para usos del clúster) o de manera compartida (en algún momento el computador se usa para el clúster y en otros momentos se usa para trabajos propios de los usuarios normales, configuración que suele denominarse sala-clúster). Una solución de sala-clúster brinda beneficios a las organizaciones al ofrecer más poder de cómputo de manera económica, toda vez que se utilizan equipos ya existentes en la organización, aprovechando el tiempo ocioso de los mismos para conformar un sistema multiprocesador virtual que permita realizar tareas fuertes de cálculo en los momentos en que las máquinas no estén siendo usadas. Sin embargo estas máquinas seguirán también utilizándose para las tareas diarias de la organización. Por último, las sala-clúster generan un espacio para la capacitación en el manejo, administración y programación sobre plataformas de computación de alto rendimiento en nuestras Universidades. Las ventajas proporcionadas por un clúster de computadores, pueden escalarse para formar un Grid de computadores. Un Grid se forma a través de la interconexión de varios clústeres, ya sean dentro de la misma organización o de varias, utilizando para ello redes de alta velocidad, sometiéndolas a regímenes de tráfico y condiciones de estabilidad excepcionales. Además de traer diversos beneficios sobre distintas áreas de la investigación científica y tecnológica del país (así lo demuestran experiencias exitosas similares en otras naciones latinoamericanas), la computación grid atraería la atención de otras organizaciones internacionales del mismo tipo (Grids en latinoamérica, Norteamerica, Asia y Europa) abriendo posibilidades de colaboración en el área y de participación en grandes proyectos de Grid a mayor escala (e.g. EELA2).
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Estas salas son constantemente utilizadas en el día y parte de la noche, pero permanecen ociosas el resto del tiempo. Teniendo en cuenta lo anterior y que además existen proyectos en las universidades que requieren alto poder de cómputo, se propone una solución de bajo costo que aprovecha los recursos no solo de una universidad, sino los recursos combinados de dos o más instituciones a través de la utilización de los clústeres de computadores y su interconexión a través de redes dedicadas de alta velocidad para conformar un Grid de computadores. Así mismo, este tipo de solución, relativamente nueva en nuestro medio, abre paso a un nuevo campo de investigación y desarrollo, especialmente en el área del software libre, pilar fundamental para este tipo de soluciones. Los computadores que conforman un clúster pueden ser utilizados de manera dedicada (solo para usos del clúster) o de manera compartida (en algún momento el computador se usa para el clúster y en otros momentos se usa para trabajos propios de los usuarios normales, configuración que suele denominarse sala-clúster). Una solución de sala-clúster brinda beneficios a las organizaciones al ofrecer más poder de cómputo de manera económica, toda vez que se utilizan equipos ya existentes en la organización, aprovechando el tiempo ocioso de los mismos para conformar un sistema multiprocesador virtual que permita realizar tareas fuertes de cálculo en los momentos en que las máquinas no estén siendo usadas. Sin embargo estas máquinas seguirán también utilizándose para las tareas diarias de la organización. Por último, las sala-clúster generan un espacio para la capacitación en el manejo, administración y programación sobre plataformas de computación de alto rendimiento en nuestras Universidades. Las ventajas proporcionadas por un clúster de computadores, pueden escalarse para formar un Grid de computadores. Un Grid se forma a través de la interconexión de varios clústeres, ya sean dentro de la misma organización o de varias, utilizando para ello redes de alta velocidad, sometiéndolas a regímenes de tráfico y condiciones de estabilidad excepcionales. Además de traer diversos beneficios sobre distintas áreas de la investigación científica y tecnológica del país (así lo demuestran experiencias exitosas similares en otras naciones latinoamericanas), la computación grid atraería la atención de otras organizaciones internacionales del mismo tipo (Grids en latinoamérica, Norteamerica, Asia y Europa) abriendo posibilidades de colaboración en el área y de participación en grandes proyectos de Grid a mayor escala (e.g. EELA2).Universitat Oberta de Catalunya UOCINTRODUCCION 1. MARCO TEORICO Y ESTADO DEL ARTE 1.1 SMP 1.2 MPP 1.3 SPP 1.4 SISTEMAS DISTRIBUIDOS 1.5 INTRANET COMPUTING 1.6 INTERNET COMPUTING 1.7 CLUSTER COMPUTING 1.7.1 Definición de Clúster 1.7.2 Clúster Beowulf 1.7.3 Razones para trabajar con clústeres 1.8 GRID COMPUTING 1.9 OBJETIVOS DEL GRID 1.10 TOPOLOGIAS GRID 1.10.1 Intragrid (InnerGrid) 1.10.2 Extragrid (OuterDrid) 1.10.3 Intergrid 1.11 REQUERIMIENTOS DE UN GRID 1.12 ROLES DE USUARIO EN UN GRID 1.12.1 Rol de Donante 1.12.2 Rol de Administrador 1.13 MIDDLEWARE 1.13.1 Globus Toolkit 2. PRODUCTO FINAL 2.1 CONSTRUCCION DE LAS SALA CLUSTER 2.1.1 Instalación y configuración del SFE 2.1.2 Instalación y configuración del TNP 2.1.3 Instalación del resto de terminales nodo de la sala-clúster 2.2 INTERCONEXION DE DOS SALA-CLUSTER PARA CREAR UNA INTRAGRID 2.2.1 Conexión y comunicación de los dos servidores en la red 2.2.2 Configuración y prueba de componentes de Globus 2.3 PRUEBAS DE CONECTIVIDAD DEL GRID 3. RECOMENDACIONES PARA TRABAJOS FUTUROS 4. CONCLUSIONES BILIOGRAFIAMaestríaUniversities have a large technological infrastructure, especially desktop personal computers that are available to students, teachers and managers for daily use in their work. These rooms are constantly used during the day and part of the night, but remain idle the rest of the time. Taking into account the above and that there are also projects in universities that require high computing power, a low-cost solution is proposed that takes advantage of the resources not only of one university, but the combined resources of two or more institutions through the use of computer clusters and their interconnection through dedicated high-speed networks to form a Grid of computers. Likewise, this type of solution, relatively new in our environment, opens the way to a new field of research and development, especially in the area of ​​free software, a fundamental pillar for this type of solution. The computers that make up a cluster can be used in a dedicated way (only for cluster uses) or in a shared way (at some point the computer is used for the cluster and at other times it is used for work carried out by normal users, configuration that often referred to as a cluster-room). A room-cluster solution provides benefits to organizations by offering more computing power in an economical way, since existing equipment in the organization is used, taking advantage of their idle time to form a virtual multiprocessor system that allows tasks to be carried out strong calculations at times when the machines are not being used. However, these machines will also continue to be used for the daily tasks of the organization. Finally, the cluster room creates a space for training in management, administration and programming on high-performance computing platforms in our Universities. The advantages provided by a cluster of computers can scale to form a Grid of computers. A Grid is formed through the interconnection of several clusters, whether within the same organization or several, using high-speed networks, subjecting them to exceptional traffic regimes and stability conditions. In addition to bringing various benefits to different areas of scientific and technological research in the country (as demonstrated by similar successes in other Latin American nations), grid computing would attract the attention of other international organizations of the same type (Grids in Latin America, North America, Asia and Europe), opening possibilities for collaboration in the area and participation in large-scale Grid projects (eg EELA2).Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPruebas de conectividad y procesamiento distribuido con clúster beowulf universitarios usando la red nacional de tecnología avanzada (Renata)Connectivity testing and distributed processing with university beowulf clusters using the national advanced technology network (Renata)Magíster en Software LibreBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaMaestría en Software Libreinfo:eu-repo/semantics/masterThesisTesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TMSystems EngineeringElectronic data processingMultiprocessorsDistributed processingInvestigationsAnalysisGNU/LinuxGridDistribuciones para clústerClústerIngeniería de sistemasProcesamiento electrónico de datosMultiprocesadoresProcesamiento distribuidoInvestigacionesAnálisisOspina Sanjuan, Álvaro Enrique, Carvajal Salamanca, Roberto (2008). Pruebas de conectividad y procesamiento distribuido con clúster beowulf universitarios usando la red nacional de tecnología avanzada (Renata). Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB, Universitat Oberta de Catalunya UOCAlonso, José. Programación de aplicaciones paralelas con MPI (Message Passing Interface) [en línea]. UPV/EHU (España). [Citado 28/07/2007] publicado 1 enero de 1997. Disponible en internet <URL:httAplicada y Computación, visitada el 28 junio 2007, Disponible en internet <URL: http://www.csm.ornl.gov/pvm/>.Barros Hernández Carlos Jaime. GRID Computing Pasado - Presente y Futuro de la computación de alto rendimiento [online], versión del año 2005. Facultad de Ingeniera de Sistemas de la UNAB (Bucaramanga- Colombia). [Citado 15/08/2007], disponible en internet <URL: http://fis.unab.edu.co/Noticias/GRIDUNAB.pdf>.Cárdenas Montes, Miguel, Desarrollo de Computación Grid Basado en Software Libre. Publicado 29 de mayo de 2007. 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