Distribuição de tarefas em computação distribuída Estudo...
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Distribuicao de tarefas em computacaodistribuıda
Estudo de caso: BOINC
Alex Massao Morinaga, [email protected] Posca de Vasconcelos, [email protected]
Orientador: Prof. Dr. Alfredo Goldman vel Lejbman
Novembro de 2009
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
O que e?
1 Em um mesmo computador, processos com memoria propria
2 Computadores diferentes ligados em rede
Em ambos os casos, um processo e independente do outro
Comunicacao por mensagens
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
O que e?
1 Em um mesmo computador, processos com memoria propria
2 Computadores diferentes ligados em rede
Em ambos os casos, um processo e independente do outro
Comunicacao por mensagens
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
O que e?
1 Em um mesmo computador, processos com memoria propria
2 Computadores diferentes ligados em rede
Em ambos os casos, um processo e independente do outro
Comunicacao por mensagens
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
O que e?
1 Em um mesmo computador, processos com memoria propria
2 Computadores diferentes ligados em rede
Em ambos os casos, um processo e independente do outro
Comunicacao por mensagens
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
O que e?
1 Em um mesmo computador, processos com memoria propria
2 Computadores diferentes ligados em rede
Em ambos os casos, um processo e independente do outro
Comunicacao por mensagens
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
Por que utilizar?
A propria natureza da aplicacao pode necessitar uma rede decomputadores
Opcao mais barata do que um computador com o mesmodesempenho
Tolerancia a falhas: problema em uma maquina naocompromete o sistema inteiro
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
Por que utilizar?
A propria natureza da aplicacao pode necessitar uma rede decomputadores
Opcao mais barata do que um computador com o mesmodesempenho
Tolerancia a falhas: problema em uma maquina naocompromete o sistema inteiro
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
Por que utilizar?
A propria natureza da aplicacao pode necessitar uma rede decomputadores
Opcao mais barata do que um computador com o mesmodesempenho
Tolerancia a falhas: problema em uma maquina naocompromete o sistema inteiro
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao distribuıda
Por que utilizar?
A propria natureza da aplicacao pode necessitar uma rede decomputadores
Opcao mais barata do que um computador com o mesmodesempenho
Tolerancia a falhas: problema em uma maquina naocompromete o sistema inteiro
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao em grade
Cada parte da grade podeagir como produtor ouconsumidor de recursos
Nao existe anonimidade
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao voluntaria
Voluntarios:
Oferecem recursos computacionais a projetos que teminteresse
Sao anonimos
Devem confiar nos projetos que estao dispostos a ajudar
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Computacao voluntaria
Voluntarios:
Oferecem recursos computacionais a projetos que teminteresse
Sao anonimos
Devem confiar nos projetos que estao dispostos a ajudar
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao voluntaria
Voluntarios:
Oferecem recursos computacionais a projetos que teminteresse
Sao anonimos
Devem confiar nos projetos que estao dispostos a ajudar
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Computacao voluntaria
Projeto:
Quanto mais voluntarios, melhor
Por isso, projetos precisam fazer “propaganda”para chamar aatencao de varias pessoas
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Computacao voluntaria
Projeto:
Quanto mais voluntarios, melhor
Por isso, projetos precisam fazer “propaganda”para chamar aatencao de varias pessoas
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BOINC
Berkeley Open Infrastructure for Network Computing
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
O que e
Infra-estrutura para computacao distribuıda
Computacao em gradeComputacao voluntaria
Aplicacao mais comum: mestre-escravo
Desenvolvido sob LGPL (GNU Lesser General Public License)
Desenvolvido originalmente para o projeto SETI@home(Search for Extraterrestrial Intelligence)
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
O que e
Infra-estrutura para computacao distribuıda
Computacao em gradeComputacao voluntaria
Aplicacao mais comum: mestre-escravo
Desenvolvido sob LGPL (GNU Lesser General Public License)
Desenvolvido originalmente para o projeto SETI@home(Search for Extraterrestrial Intelligence)
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
O que e
Infra-estrutura para computacao distribuıda
Computacao em gradeComputacao voluntaria
Aplicacao mais comum: mestre-escravo
Desenvolvido sob LGPL (GNU Lesser General Public License)
Desenvolvido originalmente para o projeto SETI@home(Search for Extraterrestrial Intelligence)
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O que e
Infra-estrutura para computacao distribuıda
Computacao em gradeComputacao voluntaria
Aplicacao mais comum: mestre-escravo
Desenvolvido sob LGPL (GNU Lesser General Public License)
Desenvolvido originalmente para o projeto SETI@home(Search for Extraterrestrial Intelligence)
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Infra-estrutura para computacao distribuıda
Computacao em gradeComputacao voluntaria
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Desenvolvido sob LGPL (GNU Lesser General Public License)
Desenvolvido originalmente para o projeto SETI@home(Search for Extraterrestrial Intelligence)
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
O que e
Atualmente com
62 Projetos afiliados
Malariacontrol.netSETI@[email protected]@Home
Aproximadamente 327.000 voluntarios ativos
Aproximadamente 586.000 computadores ativos
Media a cada 24 horas: 2,7 PetaFLOPS(IBM RoadRunner: 1,5 PetaFLOPS)
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O que e
Atualmente com
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Aproximadamente 327.000 voluntarios ativos
Aproximadamente 586.000 computadores ativos
Media a cada 24 horas: 2,7 PetaFLOPS(IBM RoadRunner: 1,5 PetaFLOPS)
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O que e
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Aproximadamente 327.000 voluntarios ativos
Aproximadamente 586.000 computadores ativos
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Atualmente com
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Aproximadamente 327.000 voluntarios ativos
Aproximadamente 586.000 computadores ativos
Media a cada 24 horas: 2,7 PetaFLOPS(IBM RoadRunner: 1,5 PetaFLOPS)
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
O que e
Atualmente com
62 Projetos afiliados
Malariacontrol.netSETI@[email protected]@Home
Aproximadamente 327.000 voluntarios ativos
Aproximadamente 586.000 computadores ativos
Media a cada 24 horas: 2,7 PetaFLOPS(IBM RoadRunner: 1,5 PetaFLOPS)
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Como funciona
http://boinc.berkeley.edu/wiki/How BOINC works
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Sistema de creditos
Creditos sao dados para demonstrar o quanto um usuarioparticipou do projeto
Eles sao fornecidos apos o usuario devolver o resultado para oservidor, e este confirmar o resultado
Este processo pode demorar alguns dias
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Sistema de creditos
Creditos sao dados para demonstrar o quanto um usuarioparticipou do projeto
Eles sao fornecidos apos o usuario devolver o resultado para oservidor, e este confirmar o resultado
Este processo pode demorar alguns dias
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Sistema de creditos
Creditos sao dados para demonstrar o quanto um usuarioparticipou do projeto
Eles sao fornecidos apos o usuario devolver o resultado para oservidor, e este confirmar o resultado
Este processo pode demorar alguns dias
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Alguns cuidados relacionados a computacao voluntaria:
Falsificacao de respostas e creditos
Sem replicacaoCom replicacaoCom replicacao adaptativa
Distribuicao de executaveis maliciosos
Falha de servidores de dados
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Seguranca
Alguns cuidados relacionados a computacao voluntaria:
Falsificacao de respostas e creditos
Sem replicacaoCom replicacaoCom replicacao adaptativa
Distribuicao de executaveis maliciosos
Falha de servidores de dados
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Alguns cuidados relacionados a computacao voluntaria:
Falsificacao de respostas e creditos
Sem replicacaoCom replicacaoCom replicacao adaptativa
Distribuicao de executaveis maliciosos
Falha de servidores de dados
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Alguns cuidados relacionados a computacao voluntaria:
Falsificacao de respostas e creditos
Sem replicacaoCom replicacaoCom replicacao adaptativa
Distribuicao de executaveis maliciosos
Falha de servidores de dados
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Alguns cuidados relacionados a computacao voluntaria:
Falsificacao de respostas e creditos
Sem replicacaoCom replicacaoCom replicacao adaptativa
Distribuicao de executaveis maliciosos
Falha de servidores de dados
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Replicacao
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Roubo de contas por ataque ao servidor ou pela rede
Roubo de arquivos de entrada/saıda
Abuso dos projetos aos participantes
IntencionalAcidental
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Roubo de contas por ataque ao servidor ou pela rede
Roubo de arquivos de entrada/saıda
Abuso dos projetos aos participantes
IntencionalAcidental
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Roubo de contas por ataque ao servidor ou pela rede
Roubo de arquivos de entrada/saıda
Abuso dos projetos aos participantes
IntencionalAcidental
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Seguranca
Roubo de contas por ataque ao servidor ou pela rede
Roubo de arquivos de entrada/saıda
Abuso dos projetos aos participantes
IntencionalAcidental
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Linguagens aceitas
Originalmente, aceita programas escritos em C/C++. Com certosprogramas, tambem pode aceitar:
FORTRAN
Java (Windows apenas)
Python
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Programando
Um programa precisa utilizar as bibliotecas fornecidas pelo BOINCpara poder funcionar corretamente.As bibliotecas permitem:
Checkpointing
Criar secoes crıticas que nao podem ser interrompidas pelocliente
Marcar o progresso do aplicativo
Contabilizar os creditos
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Cliente
Roda na maioria dossistemas operacionais
Facil instalacao
Facil de se afiliar aum projeto
Executa os programasem ‘nice’
Altamenteconfiguravel
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Servidor
Para se criar um projeto que utilize o BOINC precisamos:
PHP
Apache
MySql
Codigo fonte do BOINC
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Depois que o servidor estiver instalado precisamos:
Criar Work Units
Arquivos XML que descrevem o trabalho e seus resultadosOs dados a serem computados
Os programas que serao utilizados no projeto para verificar asrepostas, analisar os dados, etc.
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Exemplo de Work Unit
< f i l e i n f o><number>0</number>
</ f i l e i n f o><w o r k u n i t>
< f i l e r e f>< f i l e n u m b e r>0</ f i l e n u m b e r><open name> i n</ open name>
</ f i l e r e f><min quorum>1</ min quorum>< t a r g e t n r e s u l t s>1</ t a r g e t n r e s u l t s>
</ w o r k u n i t>
Exemplo de Work Unit
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Exemplo de Work Unit
< f i l e i n f o><name><OUTFILE 0/></name><g e n e r a t e d l o c a l l y /><u p l o a d w h e n p r e s e n t /><max nbytes>10000</ max nbytes><u r l><UPLOAD URL/></ u r l>
</ f i l e i n f o>< r e s u l t>
< f i l e r e f>< f i l e n a m e><OUTFILE 0/></ f i l e n a m e><open name>out</ open name>
</ f i l e r e f></ r e s u l t>
Exemplo de Work Unit do resultado
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
O que fizemos
Instalamos um servidor do BOINC
Criamos um programa em C
Realizava alguns calculos“Queimava”ciclos de CPU para vermos a execucao de formagradual
Distribuimos por alguns computadores
Recebemos e analisamos as respostas
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
s t a t i c void burnCPUTime ( ) {double a = 0 ;
f o r ( i n t i = 0 ; i < 1<<17; i ++)f o r ( i n t j = 0 ; j < 1<<17; j ++)
a += 0 . 0 0 0 0 0 1 ;}
Funcao utilizada para queimar ciclos da CPU
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Conclusao
Utilizar o cliente do BOINC enquanto se realizam tarefascotidianas e quase imperceptıvel
Sua estrutura permite que usuarios facilmente se afiliem a umprojeto, sem necessidade de configuracoes avancadas, o quepermite que projetos tenham um grande alcance de publico
Permite que universidades, pequenas e medias empresasaproveitem todos os computadores disponıveis em suas redes,sem muitos custos adicionais, para realizarem tarefas quenecessitem de muito poder computacional
Devido a grande quantidade de informacoes que podem sergeradas e obtidas e recomendavel ter uma equipe dedicada aofuncionamento do projeto
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Conclusao
Utilizar o cliente do BOINC enquanto se realizam tarefascotidianas e quase imperceptıvel
Sua estrutura permite que usuarios facilmente se afiliem a umprojeto, sem necessidade de configuracoes avancadas, o quepermite que projetos tenham um grande alcance de publico
Permite que universidades, pequenas e medias empresasaproveitem todos os computadores disponıveis em suas redes,sem muitos custos adicionais, para realizarem tarefas quenecessitem de muito poder computacional
Devido a grande quantidade de informacoes que podem sergeradas e obtidas e recomendavel ter uma equipe dedicada aofuncionamento do projeto
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Conclusao
Utilizar o cliente do BOINC enquanto se realizam tarefascotidianas e quase imperceptıvel
Sua estrutura permite que usuarios facilmente se afiliem a umprojeto, sem necessidade de configuracoes avancadas, o quepermite que projetos tenham um grande alcance de publico
Permite que universidades, pequenas e medias empresasaproveitem todos os computadores disponıveis em suas redes,sem muitos custos adicionais, para realizarem tarefas quenecessitem de muito poder computacional
Devido a grande quantidade de informacoes que podem sergeradas e obtidas e recomendavel ter uma equipe dedicada aofuncionamento do projeto
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Conclusao
Utilizar o cliente do BOINC enquanto se realizam tarefascotidianas e quase imperceptıvel
Sua estrutura permite que usuarios facilmente se afiliem a umprojeto, sem necessidade de configuracoes avancadas, o quepermite que projetos tenham um grande alcance de publico
Permite que universidades, pequenas e medias empresasaproveitem todos os computadores disponıveis em suas redes,sem muitos custos adicionais, para realizarem tarefas quenecessitem de muito poder computacional
Devido a grande quantidade de informacoes que podem sergeradas e obtidas e recomendavel ter uma equipe dedicada aofuncionamento do projeto
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Conceitos BOINC Conclusao Agradecimentos
Agradecimentos