Hierarchical multi-domain computing based upon a component-oriented approach

par Elton Mathias

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Françoise Baude.

Soutenue en 2010

à Nice .

  • Titre traduit

    Calcul hiérarchique multi-domaine fondé sur une approche à composants logiciels


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous présentons un intergiciel modulaire pour le calcul distribué dans les plateformes multi-domaine Grid/Cloud, qui permet le traitement de ces questions d’une façon extérieure aux applications. L’idée principale derrière cet intergiciel c’est d’offrir une infrastructure modulaire qui peut être composée hiérarchiquement selon la topologie des ressources et dynamiquement en fonction des ressources disponibles. Cet intergiciel fonctionne comme une colle entre les processus des applications en cours d’exécution dans des différents domaines administratifs, à travers les mécanismes tels que la communication point à point et collective en prenant en compte la topologie des réseaux. Cet intergiciel est basé sur GCM (Grid component model) et l’intergiciel ProActive, que nous l’avons amélioré avec des fonctionnalités telles que : des sémantiques de communication gathercast (Mx1) et multicast (Mx1) génériques, des interfaces gather-multicast (MxN) avec le support à la création des raccourcis pour la communication MxN directe entre les composants, le déploiement automatisé, le tunneling et le redirectionnement des communications. Tout au long de cette thèse, nous motivons notre travail en mettant en perspective deux plateformes multi-domaines hautement communicantes, que nous présentons comme des cas d’utilisation de notre intergiciel : une plateforme HPC, qui permet le couplage des applications basées sur la méthode de décomposition de domaine et une approche de programmation SPMD similaire à MP1, dans des environnement hétérogènes (Runtime DiscoGrid) et une fédération des Enterprise service Buses (ESB) à l’échelle de l’Internet qui permet à des ESBs indépendants d’être fédérées selon les relations de partenariat entre les fournisseurs-consommateurs de services. Les résultats expérimentaux obtenus dans le cadre des deux cas d’utilisation montrent que l’approche proposée est prometteuse, non seulement en termes d’approche de programmation, mais aussi en termes de performance.


  • Résumé

    In this thesis, we introduce a modular middleware for multi-domain Grid and Cloud computing that allows the treatment of issues related to deployment, resources access and communication in heterogeneous networks externally to applications. The main idea behind this middleware is to offer a modular infrastructure that can be composed hierarchically, according to resources topology, and dynamically, according to the availability resources. This middleware works as a glue between application processes running in different domains, featuring mechanisms like topology-aware point-to-point and collective communication. Our middleware grounds from the GCM (the Grid Component Model) and the ProActive Grid middleware, that we improved with features, such as : generic gathergast (Mx1) and multigast (Mx1) communication semantics, gateher-multigast (MxN) component interfaces, MxN shortcuts, automated deployment and communication tunnelling and forwarding. All along this thesis, we motivate our work by putting in perspective two highly communicating multi-domain frameworks, which we present as us-cases of our middleware : an HPC runtime, which allow the coupling of domain-decomposition applications in heterogeneous environments through an MPI-like SPMD programming (the DicoGrid Runtime) and an Internet wide federation of Distributed Enterprise Service Buses, which allows independent distributed service buses to be federated according to partnership relations among service providers. Experimental results obtained in the context of both use-cases show that the proposed approach is promising, not only in terms of programming approach but also in terms of performance.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xi-157 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 149-156. Résumés en français et en anglais

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