computaÇÃo de alto desempenho disponibilizada como serviÇo em ambientes distribuÍdos marcio lobo...

COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO DISPONIBILIZADA COMO SERVIÇO EM AMBIENTES DISTRIBUÍDOS

Marcio Lobo NettoLSI - PEE - EPUSP

COMDEX-SP’98 ELEBRA

computação de alto desempenho

requer computadores de grande porte

não é resolvida em um PCrequer programas de grande

complexidadenormalmente estabelecida em

centros de computação

computação de alto desempenhoexemplos

visualização medicina meteorologia e ciências climáticas ciências ambientais geologia astronomia engenharia arquitetura

computação de alto desempenhoexemplos

simulação física de partículas biologia molecular / industria

farmaceutica fenômenos turbulentos aero e fluido dinâmica deformação de corpos análise de materiais

computação de alto desempenhoáreas de atuação

ensinopesquisaprojetos industriaisserviços em geralprocessamento de grandes volumes

de dadosprocessamento de alta complexidade

ambientes distribuídosredes

redes locais Ethernet

redes de longa distância ATM ISDN

Internet

ambientes distribuídosredes

capacidade banda latência

topologiaconectividade

ponto a ponto pacotes

cenário alvolaboratório virtual

servidor oferece páginas Web servidor executa scripts pesados cliente apenas recebe e apresenta resultados

hpc pc pc pc pc pc pc

rede

clientesservidor

cenários relacionadosjava applets

servidor oferece páginas Web cliente executa scripts leves (JAVA)


rede

clientesservidor

cenários relacionadosvideo on demand

servidor oferece vídeo em demanda cliente apresenta vídeo


rede

clientesservidor

cenários relacionadosComputer Supported Cooperative Work

análise clínica; decisão cirúrgica projeto industrial; projeto arquitetônico processo experimental


rede

clientesservidor

cenários comparação de desempenho

laboratóriovirtual

Javaapplets

video ondemand

computer supportedcooperative work

hpc

rede

pc hpc

rede

pc hpc

rede

pc hpc

rede

pc

laboratório virtual

conceito 1: realidade virtual implementação de um laboratório virtual,

usando o computador e técnicas de realidade virtual para simular o laboratório desejadolaboratório só existe dentro do computador

conceito 2: acesso remoto disponibilização de acesso remoto a recursos

laboratoriais, não disponíveis localmentelaboratório existe fisicamente, mas em outro local

• centro de computação virtual

laboratório virtualrealidade virtual

uso de realidade virtual para simular ambientes de laboratório simulação realizada em ambientes virtuais

ambientes inóspitos, espaciais, submarinos ...

interessante para tarefas cuja execução experimental é inviável na práticamissão de reparo do telescópio espacial Hubble

permite o estudo da tarefa a ser realizada posteriormente na realidadesimulação cirurgica

laboratório virtualacesso remoto

disponibiliza recursos especiais pela rede computadores de alto desempenho equipamentos laboratoriais de alto custo

telescópiostomógrafosequipamentos para medições

permite compartilhamento destes recursos possibilita o acesso remoto a recursos caros

por vários usuários


recursos de observação ativa (interesse) usuário tem direito a reservar o recurso

para seu uso por um determinado período recursos disponibilizados são controláveis

remotamente pelo usuário via rede (ativo)telescopio (Hubble), se o usuário puder definir o

campo de observaçãolaboratório didático de eletrônica, onde diversos

experimentos estejam montados e o aluno possa controlar os equipamentos via rede e observar os resultados (aula participativa)


recursos de observação passiva recursos podem ser compartilhados

simultaneamente por vários usuários recursos não são controláveis

remotamente pelo usuário da rede (passivo)Path Finder, pois apenas recebemos via rede

(on-line) imagens e vídeos, que são posteriormente apresentados pela imprensa (jornais, televisão)

experiência de eletrônica cujo propósito é o de apresentação de conceitos (aula expositiva)

laboratório virtualcentro de computação virtual

dispõe de computadores de grande porte computadores de alto desempenho computadores massivamente paralelos

dispõe de programas de grande porte instalação e manutenção do conjunto de

programas nas máquinas de grande porterequer um time altamente qualificadofavorece concentração de altos

investimentos


alto custo da implantação e manutenção dos recursos existentes pode ser diluído pela disponibilização

destes recursos na forma de serviçoshardwaresoftware

dado o alto custo, torna-se restrito o número de centros de computação virtuais


não vai contra a tendência de descentralização maior parte das aplicações são

satisfeitas por computadores pessoais mas aplicações computacionalmente

intensivas podem ser beneficiadas por ambientes oferecidos por laboratórios virtuais


complexidade computacional versus demanda

complexidade computacional

demanda

interessantepara serviço

interessantepara produto


tempo de CPU versus número de usuários

númerode usuários

região deinteresse

arquitetosfísicos

tempode processamento

centros nacionais de processamento de alto desempenho, provendo serviços via núcleo de acesso remotos 6 centros foram implantados com apoio

da FINEP objetivam prover serviços de

computação de alto desempenho via rede (NARs)

permitem ao usuário usar seus os recursos computacionais via NARs

centros de computação virtualCENAPADs / NARs

centros de computação virtualCENAPADs / NARs

NAR

NAR

NAR NAR

NAR

NARCENAPAD

NAR NAR

NAR

NAR

NAR NAR

NAR

NARCENAPAD

NAR NAR

disponibilização de serviços de computação de alto desempenho pelo Laboratório de Sistemas Integraveis computador paralelo (arquitetura

distribuida) com 256 nos (pentium pro 200 MHz)projeto SPADE

serviços de visualizaçãoprojeto SMART

serviços de síntese de imagensprojeto RTP, projeto DOMAIN

centros de computação virtualVirtual LSI

centros de computação virtualVirtual LSI

V-LSI rede

clientes

computadores paralelos do projeto SPADE

centros de computação virtualVirtual LSI - imageamento medico

síntese de imagens via volume rendering SMART: (LSI-USP, HC-USP, Uni-Manchester)

hpcpc

pc

pc

pc

clientesconsultório

s

servidor

hc

redetomógrafo

highspeedlink

centros de computação virtualVirtual LSI - síntese de imagens

síntese de imagens via ray-tracer paralelo RTP DOMAIN (LSI-USP, Fh-IGD Darmstadt)

hpc

pc

pc

pc

clientesescritorios de arquiteturaservidor

síntese de imagens

rede

disponibilização de serviços de computação de alto desempenho PC2 / Universidade de Paderborn (Alemanha) Fh-IGD / Universidade Darmstadt (Alemanha) usando sua infraestrutura de computadores

paralelos e redes de estações de trabalho serviços de simulação da distribuição global

de energia em edificiosradiosidade e ray-tracing

outros partners: Parsytec, System Connect

centros de computação virtualPC2 / Fh-IGD - Virtual Walls


uso em arquiteturacomputação da iluminação global

distribuição da iluminação em uma cenaproduz resultados permitindo

walk-through em cenários complexossimulação por radiosidade

produção de uma sequência de vídeo (animação foto-realística)síntese de imagens por ray-tracing

evolucionário


clienteapresentação

servidorcomputação

modelo arquitetônico (VRML)

modelo arquitetônicorefinado

animação foto-realística

Internet

interação

centros de computação virtualPC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Internet

servidor possui um daemon a espera de novos

cenários ao receber um novo cenário dispara a

sua computação após finalizar a computação é enviado

um email notificando o término do trabalho

centros de computação virtualPC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Internet

cliente entra no site e escolhe o serviço preenche formulários com autorização

para leitura da cena (via ftp) endereço da máquina e diretório para

localização do arquivo

espera o servidor buscar os dados e notificar o fim da computação

centros de computação virtualPC2 / Fh-IGD - Virtual Walls - Intranet

protocolo próprio conversação entre interface de usuário e os

módulos de computação permite o ajuste do nível de interação às

necessidades da aplicação pode ser expandido para a internet, usando

o programa de interface (Java)cliente: interface de visualizaçãoservidor: unidade de computação

avançada


off-line: down load / local playradiosidade: transfere o modelo refinado e então

inicia o walk-throughray-tracing: transfere toda a animação e então

inicia a apresentação

on-line: remote playradiosidade: transfere o modelo refinado de

forma incremental (periodicamente), permitindo uma continua melhora do modelo apresentado

ray-tracing: animação em demanda (transfere animação em tempo real)


ediçãoVRML

visualizaçãowalk-through

visualizaçãoanimação

computaçãosimulação globalda distribuição

da energia

modelo original

modelo atualizado

animação sintetizada(vídeo)


Halle radiosidade walk-through

cena:570 K polig.

Computador:CC4812 proc.2 Hs proces.


Building radiosidade

e ray-tracing animação cena:

830 K polig.

Computador:CC4815 proc.3 Hs proces.

computação de alto desempenhooferecida como serviço remoto

pode oferecer soluções complementares as hoje existentes

acompanha uma tendência por compra de serviços em substituição à compra de produtos vídeo locadoras

permite acesso a uma elevada capacidade computacional, não disponível por outra forma para o grande público

computação de alto desempenhooferecida como serviço remoto

PAD - provê os recursos de computação de alto desempenho necessários para os serviços aqui apresentados

informaçõespessoais

Marcio Lobo Nettohttp://www.lsi.usp.br/~lobonettemail:[email protected]

Laboratório de Sistemas Integráveis - LSIDepartamento de Engenharia Eletrônica Escola Politécnica da USP

informaçõesweb sites de interesse

Carnegie Mellon University E&CE Virtual Labhttp://www.ece.cmu.edu/afs/ece/usr/stancil/web/

virtual-lab/ virtual-lab.html

informaçõesweb sites de interesse

Hubble Virtual Labhttp://www.vetl.uh.edu/Hubble/hubble.html

Texas Instruments TechOnline Virtual Lab

http://www.vetl.uh.edu/Hubble/hubble.html

computaÇÃo de alto desempenho disponibilizada como serviÇo em ambientes distribuÍdos marcio lobo...

Documents