P2PSim - ein Framework zur Simulation der Heterogenität und Volatilität von Ressourcen in Peer-to-Peer Desktop Grids

Abstract

Das folgende Dokument beschreibt die Entwicklung eines Frameworks, mit dessen Hilfe die Heterogenität und die Volatilität von Ressourcen in Peer-to-Peer Desktop Grids simuliert werden kann. Da diese Simulation auf einem Rechencluster stattfinden soll, auf dem die Ressourcen (die Rechenknoten) weder Heterogenität noch Volatilität aufweisen, wird eine Möglichkeit entwickelt, diese künstlich herzustellen. Die auf dem Cluster installierte Software „Virtual Box“ ermöglicht es, jedem Rechenknoten eine virtuelle Gastmaschine zuzuordnen. Diese virtuellen Maschinen sind individuell konfigurierbar hinsichtlich der Heterogenität (Geschwindigkeit des Prozessors und Größe des Arbeitsspeichers). Darüber hinaus lassen sich die virtuellen Maschinen einzeln jederzeit starten und wieder stoppen, wodurch sich eine beliebige Volatilität herstellen lässt. Um für die Simulation eine realistische Verteilung von verschiedenen Prozessorgeschwindigkeiten und Arbeitsspeichergrößen zu erreichen, wird für die Generierung dieser Werte auf eine umfassende Sammlung von Systemaufzeichnungen aus parallelen und verteilten Systemen zurückgegriffen. Hierbei handelt es sich um das Failure Trace Archive, aus dem sich nach Analyse aller zugrunde liegenden Daten die Datenbank des SETI@home - Projektes (Verteiltes Rechnen) als verwendbar erwiesen hat. Für die Konfiguration der virtuellen Maschinen liegen aus der genannten Datenbank mehrere 10.000 Datensätze vor. In dieser Arbeit wird die vollständige Implementierung der Lösung beschrieben um sie für Anwender und Interessierte nachvollziehbar zu machen. Neben der Analyse und Aufbereitung der SETI-Datenbank wird die gesamte Systemarchitektur, Funktionsweise und das Zusammenspiel der unterschiedlichen Komponenten beschrieben. Darüber hinaus werden im Detail einige wichtige Vorgehensweisen beleuchtet, wie Programmaktionen mit Hilfe der Linux-Shell (bash) ausgeführt werden. Anschließend wird dem Anwender eine Installations- und Konfigurationsanleitung für eine virtuelle Maschine auf einem Rechencluster gegeben, die im Folgenden als Vorlage für alle weiteren automatisch generierten Instanzen von virtuellen Maschinen dient, die an der Simulation teilnehmen. Zum Schluss wird die Verwendung von P2PSim im Detail beschrieben.