Estimando o Valor de uma Grade entre Parespara a Execucao de Aplicacoes do Tipo Saco de

Tarefas

Edigley Fraga Francisco Brasileiro Dalton Serey( edigley@lsd.ufcg.edu.br ) ( fubica@dsc.ufcg.edu.br ) ( dalton@dsc.ufcg.edu.br )

Universidade Federal de Campina GrandeDepartamento de Sistemas e Computacao

Laboratorio de Sistemas DistribuıdosCampina Grande - PB

03 de junho de 2011

Aplicacoes do Tipo Saco de Tarefas

I Bag-of-Tasks ( BoT)

I Simples, mas uteis em diversas situacoesI varredura de parametrosI pesquisas massivasI simulacoes

I Para varias areasI data miningI modelagem financeiraI biologia computacionalI matematicaI computacao grafica

I Representam boa parte da demanda de e-Science

Recursos Ociosos

Grade entre Pares

Computacao na Nuvem (IaaS)

Problema e Caminho para Solucao

Definicao do problema

I A despeito do amplo uso, existe uma dificuldade de quantificar, doponto de vista do usuario, o valor fornecido por uma grade entrepares.

Caminho para a solucao

I Como em IaaS tudo tem um custo associado...I Estimar o valor da grade como proporcional ao montante que

os usuarios, ao utiliza-la, deixam de gastar com provedores deIaaS.

Abordagem Seguida

I Analisar comparativamente a execucao de aplicacoes BoT emum ambiente de grade entre pares e sobre IaaS, considerandoos fatores custo e makespan.

Metodologia de Comparacao

I Simulacao1 guiada por traces gerados sinteticamente

I Uma mesma carga de trabalho em uma grade entre pares e nanuvem

1. Recursos Locais + Recursos Remotos2. Instancias obtidas do provedor de IaaS

I Modelo Spot Instances

I CaracterizacaoI DemandaI OfertaI Volatilidade

1 http://redmine.lsd.ufcg.edu.br/projects/show/oursim

Caracterizacao

Grade entre Pares Provisao de IaaS

Demanda Geracao sintetica da carga de trabalho (7 dias)

Oferta 10 a 150 peers, 30maquinas por peer.Distribuicao da ca-pacidade de CPU demaquinas pertencentesa diferentes sites dacomunidade OurGrid1:∼ N(2, 4; 0, 5)

Limite de 100maquinas por usuario,8 configuracoes deCPU diferentes (Nosmoldes do AmazonEC2 2)

Volatilidade Analise do padrao dedisponibilidade em 4sites OurGrid

8 series historicas comas oscilacoes de precopor instancia

1 http://www.ourgrid.org/

2 http://aws.amazon.com/ec2/

Capacidade Computacional das Maquinas da Nuvem

Famılia Tipo CPU1

Standardm1.small 1 x 1.1m1.large 2 x 2.2m1.xlarge 4 x 2.2

High-CPUc1.medium 2 x 2.8c1.xlarge 8 x 2.8

High-Memorym2.xlarge 2 x 3.6m2.2xlarge 4 x 3.6m2.4xlarge 8 x 3.6

1 Em numero de nucleos x GHz

Custo das Maquinas da Nuvem

Famılia Tipo CPU1 Preco por hora (em USD) 2

Spot On-Demand

Standardm1.small 1 x 1.1 0.030 0.085m1.large 2 x 2.2 0.124 0.340m1.xlarge 4 x 2.2 0.250 0.680

High-CPUc1.medium 2 x 2.8 0.059 0.170c1.xlarge 8 x 2.8 0.240 0.680

High-Memorym2.xlarge 2 x 3.6 0.170 0.500m2.2xlarge 4 x 3.6 0.435 1.000m2.4xlarge 8 x 3.6 0.822 2.000

1 Em numero de nucleos x GHz – 2 Em fevereiro de 2011

Capacidade Computacional das Maquinas da Grade

Metricas de Comparacao

I Makespan na Grade: Mg

I Makespan na Nuvem: Mc

I Custo de Execucao na Nuvem: Cc

I Desempenho Relativo: D = McMg

I Valor Estimado para a Grade: Vg = McMg· Cc

I Custo de Manutencao da Grade: Cg

Metricas de Comparacao

I Makespan na Grade: Mg

I Makespan na Nuvem: Mc

I Custo de Execucao na Nuvem: Cc

I Desempenho Relativo: D = McMg

I Valor Estimado para a Grade: Vg = McMg· Cc

I Custo de Manutencao da Grade: Cg

Metricas de Comparacao

I Makespan na Grade: Mg

I Makespan na Nuvem: Mc

I Custo de Execucao na Nuvem: Cc

I Desempenho Relativo: D = McMg

I Valor Estimado para a Grade: Vg = McMg· Cc

I Custo de Manutencao da Grade: Cg

Metricas de Comparacao

I Makespan na Grade: Mg

I Makespan na Nuvem: Mc

I Custo de Execucao na Nuvem: Cc

I Desempenho Relativo: D = McMg

I Valor Estimado para a Grade: Vg = McMg· Cc

I Custo de Manutencao da Grade: Cg

Metricas de Comparacao

I Makespan na Grade: Mg

I Makespan na Nuvem: Mc

I Custo de Execucao na Nuvem: Cc

I Desempenho Relativo: D = McMg

I Valor Estimado para a Grade: Vg = McMg· Cc

I Custo de Manutencao da Grade: Cg

Comparacao de DesempenhoInstancias da famılia Standard

Comparacao de DesempenhoInstancias da famılia High-CPU

Comparacao de DesempenhoInstancias da famılia High-Memory

Comparacao de DesempenhoInstancias c1.medium, c1.xlarge e m2.4xlarge

Em busca de Instancias Adequadas para a Estimativa

Comparacao de Desempenho e Custo por Tarefa na Nuvem

Valor da Grade em Comparacao com c1.medium

Valor por Hora-Maquina Proporcionado Pela Grade

Conclusao

I Estimativa monetaria do valor de uma grade entre pares

I Efetividade da grade como solucao de baixo custo para aexecucao de aplicacoes BoT.

I Tendo como referencia a nuvem Spot

I Os precos praticados em IaaS ainda estao altos

I A grade se mantem forte como infraestrutura para execucaode BoT

Estimando o Valor de uma Grade entre Parespara a Execucao de Aplicacoes do Tipo Saco de

Tarefas

Edigley Fraga Francisco Brasileiro Dalton Serey( edigley@lsd.ufcg.edu.br ) ( fubica@dsc.ufcg.edu.br ) ( dalton@dsc.ufcg.edu.br )

Universidade Federal de Campina GrandeDepartamento de Sistemas e Computacao

Laboratorio de Sistemas DistribuıdosCampina Grande - PB

03 de junho de 2011

Computacao na Nuvem (IaaS)

Computacao na Nuvem (IaaS)

Computacao na Nuvem (IaaS)

Computacao na Nuvem (IaaS)

Satisfacao dos Usuarios em Funcao do Custo

Valor da Grade em Comparacao com a Instanciac1.medium

#Peers Cg (USD) Vg (USD) Eff Vg (%)

10 228,49 477,60 52,1620 443,75 1.326,95 66,5630 570,71 2.683,51 78,7350 1.064,09 5.045,56 78,9140 722,60 3.606,50 79,9660 1.258,35 6.660,78 81,11

130 2.495,68 13.890,03 82,0390 1.847,59 10.812,06 82,9180 1.548,84 9.284,05 83,3270 1.287,78 7.872,68 83,64

140 2.642,68 17.476,84 84,88100 1.654,11 11.078,81 85,07150 2.972,29 20.141,44 85,24120 2.462,67 16.804,89 85,35110 2.250,88 15.810,31 85,76