Kahden palvelimen fork-join-jono ja sen sovellus töiden rinnakkainlaskentaan

No Thumbnail Available

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.

Date

2024-05-23

Department

Major/Subject

Informaatioteknologia

Mcode

ELEC3015

Degree programme

Sähkötekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

21

Series

Abstract

Tietokoneiden prosessointikyky on nykyisessä digitaalisessa maailmassa tärkeä aihe. Tämän prosessoinnin optimoimista varten on kehitetty MapReduce-ohjelmointimalli, joka optimoi prosessonitia rinnakkainlaskennan avulla. MapReduce jakaa prosessoitavan työn osiin, ja jakaa sen erillisille prosessoreille. Tämä työ analysoi rinnakkainlaskennan hyötyä käyttäen MapReduce-ohjelmointimallin yksinkertaisinta erikoistapausta eli kahden M/M/1-palvelimen fork-join-jonon avulla. Kun systeemiin saapuu työ, se jaetaan kahdeksi osaksi, jolloin yksi osa annetaan palvelimelle 1, ja toinen osa palvelimelle 2. Kun molemmat työn osat on saatu prosessoitua, ne liittyvät yhteen ja lähtevät systeemistä. Rinnakkainlaskennan hyötyä analysoitiin sekä teoreettisesti että numeerisesti. Fork-join-jonon mallintamista varten käytettiin 2-ulotteista Markov-prosessia, jossa ulottuvuudet kuvaavat töiden määriä palvelimissa. Tämän prosessin tasapainojakauman avulla voidaan laskea systeemin viive. Huomattiin, että homogeeninen systeemi eli systeemi, jossa palvelimien viiveillä on samat jakaumat on ideaalitapaus. Heterogeenisyys eli tilanne, jossa palvelimien viiveillä on eri jakaumat on vain haitaksi. Tästä syystä rinnakkainlaskennan hyötyä analysoidessa tarkasteltiin vain homogeenista tilannetta. Rinnakkainlaskennan hyödyn analysoimiseksi täytyi olla jokin ekvivalentti ei rinnakkaistettu systeemi. Koska todellinen ekvivalentti systeemi olisi ollut tämän työn laajuuden kannalta liian monimutkainen, piti yksinkertaistaa. Päädyttiin M/M/2-jonoon, jossa on yhteinen jono molemmille palvelimille erillisten jonojen sijaan. Palvelimien keskiviiveet ovat kaksi kertaa se, mikä fork-join-jonon palvelimilla on, koska nyt koko työ annetaan jommallekummalle palvelimelle sen sijaa, että se jaettaisiin kahdeksi. Nämä yksinkertaistukset tekivät M/M/2-jonosta tehokkaamman, kuin mitä todellinen ekvivalentti systeemi olisi. Vertailussa M/M/2-jono oli hiukan tehokkaampi kuin fork-join. Täytyy kuitenkin muistaa, että vertailu on hyvin epäreilu fork-join-jonon kannalta, ja epäreilusta vertailusta huolimatta, fork-join pärjäsi todella hyvin.

Description

Supervisor

Aalto, Samuli

Thesis advisor

Lassila, Pasi

Keywords

fork-join-jono, Markov-prosessi, rinnakkainlaskenta, M/M/2-jono

Other note

Citation