Janus : a framework to boost HPC applications in the cloud based on just-in-time and SDN/openFlow path provisioning - Pretto, Guilherme Rex (2021)
Data centers, clusters e grid têm historicamente suporte para aplicações de computação de alto desempenho (HPC). Devido aos altos gastos de capital e operacionais associados a essas infraestruturas, presenciamos esforços consistentes para executar aplicações HPC na nuvem, recentemente. As vantagens potenciais dessa mudança incluem maior escalabilidade e baixos custos de manutenção. Se, por um lado, a instanciação de aplicações - por meio de máquinas virtuais (VMs) personalizadas - é um problema muito estudado, por outro, a rede ainda representa um gargalo significativo. Ao alternar as aplicações HPC para serem executados na nuvem, perdemos o controle de onde as VMs serão posicionadas e dos caminhos que serão percorridos para que os processos se comuniquem entre si. Para preencher essa lacuna, apresentamos Janus, uma estrutura para provisionamento de caminho dinâmico e just-in-time em infraestruturas de nuvem. Aproveitando os princípios de rede definidos por software emergentes, a estrutura permite que uma aplicação HPC, uma vez inicializada, tenha caminhos de comunicação entre processos configurados com base na utilização dos links de rede menos congestionados (em vez de recorrer a caminhos pré-computados mais curtos). Janus é totalmente configurável para lidar com diferentes parâmetros operacionais e estratégias de comunicação, fornecendo um rico ecossistema para acelerar a execução das aplicações. Por meio de uma extensa avaliação experimental, fornecemos evidências de que o framework proposto pode levar a ganhos significativos em relação ao tempo de execução. Além disso, mostramos o que se pode esperar em termos de sobrecarga do sistema, fornecendo insights essenciais sobre como obter melhor proveito do Janus.