Impact of network interconnection in cloud computing environments for high-performance computing applications

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Maliszewski, Anderson Mattheus
Orientador(a): Navaux, Philippe Olivier Alexandre
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/231367
Resumo: A disponibilidade de recursos computacionais mudou significativamente devido ao uso do paradigma de computação em nuvem. Visando vantagens potenciais, como economia de custos por meio do método de pagamento por uso e alocação de recursos escalável/e lástica, testemunhamos esforços para executar aplicações de computação de alto desem penho (HPC) na nuvem. Devido à natureza distribuída desses ambientes, o desempenho é altamente dependente de dois componentes principais do sistema: potência de processa mento e interconexão de rede. Se a alocação de um hardware mais poderoso teoricamente aumenta o desempenho, ele aumenta o custo de alocação, por outro lado. A exclusividade de alocação garante espaço para memória, armazenamento e CPU. Este não é o caso da interconexão de rede, pois várias instâncias simultâneas (multilocatários) compartilham o mesmo canal de comunicação, tornando a rede um gargalo. Portanto, esta dissertação tem como objetivo analisar o impacto da interconexão de redes na execução de cargas de tra balho do domínio HPC. Realizamos duas avaliações diferentes. O primeiro concentra-se em diferentes interconexões de rede (GbE e InfiniBand) na nuvem pública da Microsoft Azure e nos custos relacionados ao seu uso. O segundo se concentra em diferentes confi gurações de rede usando metodologias de agregação de NICs em um ambiente controlado por nuvem privada. Os resultados obtidos mostraram que a interconexão de rede é um aspecto crucial e pode impactar significativamente no desempenho das aplicações HPC executados na nuvem. Na nuvem pública do Azure, a abordagem de rede acelerada, que permite que a instância tenha uma interconexão de alto desempenho sem encargos adici onais, permite melhorias significativas de desempenho para aplicações HPC com melhor custo-benefício. Finalmente, no ambiente de nuvem privada, a abordagem de agrega ção NIC superou a linha de base em até 98% das execuções com aplicações que fazem uso intensivo da rede. Além disso, o modo de agregação Balance Round-Robin teve um desempenho melhor do que o modo de agregação 802.3ad na maioria das execuções.