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Environnements de grappes de calcul intensif sur réseaux d'entreprise: déploiement, exploitation et performances

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par Franklin TCHAKOUNTE
Université de Ngaoundéré - Master en Systèmes et Logiciels en Environnements Distribués 2010
  

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UNIVERSITE DE NGAOUNDERE

Faculté des Sciences

Département de Mathématiques et Informatique

MEMOIRE DE MASTER

Spécialité:

SYSTEMES ET LOGICIELS EN ENVIRONNEMENTS
DISTRIBUES

Présenté par:

Franklin TCHAKOUNTE

Sur le sujet :

ENVIRONNEMENTS DE GRAPPES DE CALCUL INTENSIF
SUR RESEAUX D'ENTREPRISE: DEPLOIEMENT,
EXPLOITATION ET PERFORMANCES

Directeur du mémoire : Pr TAYOU
Encadreur: Dr Jean Michel NLONG II

DEDIDACES

Je dédie ce travail en premier lieu au Dieu tout Puissant qui jusqu'aujourd'hui m'a donné le souffle
de vie.

En second lieu :

AMon père TCHAKOUNTE Elie. Ma mère NGOUNDJIO Elisabeth. Mes frères et soeur.

REMERCIEMENTS

CEtte uvre a vu le jour grace au concours de plusieurs personnes.

Je saisi cette occasion pour exprimer mes sincères remerciements à tous ceux qui, de près comme

de loin, ont contribué à la mise en uvre de ce mémoire.

J'adresse ma profonde reconnaissance au Docteur Jean Michel NLONG II , qui m'a donné un sens de travail plus sérieux et qui, une fois de plus a bien voulu sacrifier ses préoccupations importantes en ne ménageant aucun effort pour suivre inlassablement ce travail. Il a été pour moi comme un parent qui sanctionne son enfant quand il faut pour le remettre sur le droit chemin.

Je remercie les membres du jury qui ont bien voulu accepter d'évaluer ce travail.

J'adresse mes remerciements aux enseignants du département d'Informatique et Mathématiques de l'Université de Ngaoundéré. dont la volonté et la moralité infaillibles témoignent du chemin exemplaire à suivre par toute la communauté scientifique.

Je n'oublie pas mes camarades de promotion, ensemble, nous avons constitué une véritable famille dans laquelle la volonté de travailler en équipe m'a permis de surmonter les obstacles rencontrés.

Je saisi cette occasion pour dire particulièrement merci à une très chère amie DASSI TCHOMTE Naomi, à ma soeur SAYOU NYASSI Flavienne, à mon frère SIME NYASSI Virgile, à l'AEE-NDE , à la congrégation des Témoins de JEHOVAH de DANG, à la famille DASSI de Yaoundé-Ekounou et à mes très chers potes Urbain et Patrick qui m'ont toujours et de très près soutenu dans les moments bons comme mauvais.

Je dis merci à toute ma famille, mes amis et ceux dont les noms ne figurent pas dans ce mémoire, mais qui ont tous constitué pour moi un soutien certain.

RESUME

Le calcul à haute performance(HPC) est de plus en plus utilisé dans les laboratoires de recherche. Le but est d'exécuter les applications le plus rapidement possible. De nos jours, les ordinateurs offrent de bonnes performances à des coûts raisonnables et les réseaux informatiques croissent rapidement. Une méthode consistant à fédérer plusieurs ressources de calcul ensemble pourrait fournir une puissance de calcul considérable pour exécuter l'application : on parle de calcul parallèle. Il faudrait donc trouver un moyen de subdiviser l'application en tâches, de trouver les processeurs surlesquels les exécuter et de trouver leur date de début d'exécution : on parle d'ordonnancement. Le problème d'ordonnancement des tâches d'un graphe est connu et de nombreux travaux ont déja été effectués sur ce sujet. La plupart des algorithmes d'ordonnancement de graphe de tâches visent des grappes homogènes constituées de ressources de calcul identiques reliées à travers un réseau homogène. Les noeuds et liens réseau d'une grappe peuvent avoir des caractéristiques différentes facilitant ainsi le fait qu'on puisse disposer facilement de plusieurs ressources. Dans ce cas on parle de grappe hétérogène. L'utilisation de ce type d'architecture rend l'ordonnancement des tâches difficile du fait de la synchronisation entre les différentes tâches d'une même application et des caractéristiques variables des composantes de calcul. Par exemple, deux noeuds de calcul peuvent disposer des processeurs de puissances différentes ainsi que leurs mémoires locales. Ainsi, le temps de gestion d'une reception d'un message par l'un est différent de celui de l'autre. Ils peuvent entraîner une baisse des performances de l'ensemble du système si les tâches sont ordonnançées d'une manière quelconque. Le problème d'ordonnancement sous ces conditions est un problème NP-Complet. Il est donc très difficile de trouver un algorithme qui le résoud en temps polynomial. Notre travail consiste à proposer une heuristique d'ordonnancement sur ce type d'architecture d'une part et de l'évaluer sur un exemple d'application parallèle d'autre part.

Mots clés : Application, graphe, tâche, ordonnancement, grappes, hétérogènes, homogène, calcul parallèle.

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