Mosix - Instalação e configuração de um cluster de balanceamento de carga

Artigo que demonstra alguns conceitos sobre clusters, os procedimentos e resultados obtidos na instalação, configuração e testes de um cluster do tipo balanceamento de carga utilizando o Mosix. Também relaciona com este cluster os conceitos de sistemas distribuídos (feito para meu TCC em 2008).

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Por: Rodrigo Mendes Pasini em 30/07/2009


Testes computacionais



Assim que toda configuração foi concluída, foram aplicados vários testes para a comprovação do funcionamento do cluster. Os principais foram:
  • Módulo de teste "testload";
  • Teste com o MatLab;
  • Teste com processos simultâneos;
  • Teste com processos locais e remotos.

Um dos principais aplicativos do Mosix é o monitor dos nodos, que fornece muitas informações importantes sobre os nodos, como a carga de cada CPU:
Linux: Instalação e configuração de um Cluster de Balanceamento de Carga utilizando Mosix
E também a memória em uso para cada nodo:
Linux: Instalação e configuração de um Cluster de Balanceamento de Carga utilizando Mosix
O próprio Mosix fornece um aplicativo chamado testload que promove uma grande quantidade de carga no CPU para testes, podendo monitorar a distribuição de carga entre os nodos do cluster comprovando seu funcionamento. Esse teste não permite fazer comparação de tempo quanto a execução local ou distribuída, pois ele é orientado a tempo de execução e não a volume de dados.

Para fazer o teste com o MatLab foi utilizado um algoritmo da rede neural Adaline e um script de teste que realiza vários cálculos numéricos. Em cada um houve diferença no tempo de termino quando executado localmente e quando utilizado o processamento distribuído.

O arquivo Adaline eu não colocarei devido ao seu tamanho.

Arquivo teste.m:

a = randn(3000);
b = svd(a);
fim=1

Tempo para execução do algoritmo localmente e distribuído (em minutos):

Algoritmo    Localmente    Distribuído
Adaline.m    3.55             3.46
Teste.m      1.40             1.36

Como os testes feitos são relativamente algoritmos pequenos, a diferença de tempo entre processamento local e distribuído é pequena, porem notável. Em algoritmos menores se notou que o tempo de execução distribuída era maior que localmente, a ocorrência desse fato deve-se ao grande uso da rede para comunicação entre os nodos, tornando inviável o uso do processamento distribuído para processos pequenos, causando queda de performance.

O teste com processos simultâneos se deu com um shell script (linguagem de programação de alto nível interpretada pelo Shell do Linux) ilustrado na figura a seguir, que gerou vários processos simultâneos. A execução local desse shell script teve um tempo bem elevado, e distribuidamente esse tempo foi bem reduzido, foi o teste que melhor demonstrou a eficiência do cluster Mosix.
Linux: Instalação e configuração de um Cluster de Balanceamento de Carga utilizando Mosix
Tempo para execução do shell script de teste (em minutos):

Execução      Tempo  
Local         89,35  
Distribuída   60,22

O teste de processos locais e remotos consistiu e executar programas locais, tais como openoffice etc, juntamente com as rotinas de testes citadas anteriormente. O teste principal foi feito com o editor de texto do openoffice, e o browser Firefox. Todos os testes anteriores foram executados novamente (somente distribuidamente), porem com os processos locais rodando em cada um dos nodos. Notou-se uma leve diferença nos tempos de termino dos processos. O teste feito através do testload não pode ser avaliado por ser orientado a tempo de execução e não a volume de dados.

Teste de processos locais e remotos:

Teste          Sem processos locais    Com processos locais
Adaline.m      3,46                    3,49
Teste.m        1,36                    1,38
Shell Script   60,22                   61,35

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Páginas do artigo
   1. Introdução
   2. Instalação do Mosix
   3. Configuração do Mosix
   4. Conteúdo dos principais arquivos de configuração do Mosix
   5. Testes computacionais
   6. Conclusão
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Comentários
[1] Comentário enviado por Andre_A_Ferreira em 31/07/2009 - 10:18h

Sr. Rodrigo!

Que dizer do seu artigo?
Expetacular é a definição mais próxima.

Grande abraço!

André A. Ferreira

[2] Comentário enviado por cesarmoura em 31/07/2009 - 13:07h

Amigo, excelente o seu artigo.
Parabéns!

[3] Comentário enviado por manoserpa em 31/07/2009 - 16:42h

Muito bom artigo.

Parabéns!

[4] Comentário enviado por ranzes em 31/07/2009 - 19:54h

Muito Bom.

Pena que o projeto foi extinto.


Att,


Ranzes Tamar

[5] Comentário enviado por rodrigo8819 em 01/08/2009 - 12:32h

Não, esse projeto não foi extinto. O projeto que foi extinto é o open Mosix, esse ainda está em desenvolvimento. acesse www.mosix.org e veja :D

E muito Obrigado pelos elogios!

[6] Comentário enviado por sermart em 02/08/2009 - 09:57h

Já experimentei no fedora e funcionou de primeira muito bom.

[7] Comentário enviado por marcioyshimoda em 05/08/2009 - 09:20h

Ah sim, o openMosix foi o projeto da qual estive estudando há um tempo atrás.
Para fins de comparação quanto ao tempo de compilação do kernel, qual foi a configuração do cluster citado no artigo?

De resto o artigo está de parabéns!

[8] Comentário enviado por rodrigo8819 em 05/08/2009 - 10:40h

Você acha essas informações no artigo na parte Nodos e Rede

Mas vai ai!

Para a montagem deste cluster foram utilizados três nodos, cada um com memória RAM de 512MB, Hard Disk de 80GB, processador Pentium IV de 3.40GHz e placa ethernet 10/100Mbps.

Obrigado e Abraço!

[9] Comentário enviado por thiago_dias em 18/08/2009 - 14:43h

Existe algum nodo central onde só ele migra os processos ou todos os nodos da rede podem migrar? pois no meu teste a maquina 1 migra para a 2 , mais a 2 não migra pra 1. é normal isso? tem como eu definir para a maquina 2 migrar para a 1 também?

Abraços

[10] Comentário enviado por rodrigo8819 em 20/08/2009 - 18:56h

Todos os nodos são iguais, qualquer um migra pra qualquer um. Deve ter algum erro na conf da máquina 2. Neste tipo de cluster não existe nodo controlador, o gerenciamento não é centralizado.

[11] Comentário enviado por magnolinux em 18/09/2009 - 08:15h

meus parabens...

muito bom o artigo!

[12] Comentário enviado por cmagnum em 01/10/2009 - 13:21h

muito bom seu comentario!!!!

o que eu acho ruim no mosix é que está desatualizado .

[13] Comentário enviado por thiago_dias em 01/10/2009 - 14:18h

cmagnum, o mosix não está desatualizado.
o projeto que esta desatualizado, pois foi descontinuado é o openmosix.
o mosix tem patch para as versões mais recentes do kernel.
dê uma conferida no site do projeto:
www.mosix.com

[14] Comentário enviado por removido em 17/10/2009 - 22:41h

Fiquei Conhecendo Agora o Misix.

[15] Comentário enviado por reinaldoef em 23/01/2010 - 02:40h

Rodrigo, gostaria de saber como fica o processamento de uma renderização do Blender com este cluster, pois preciso montar um cluster para renderizar animações em blender.

[16] Comentário enviado por baranzelli em 24/03/2010 - 08:27h

Valeu mesmo...
Muito bom o artigo...

[17] Comentário enviado por hudyfx em 17/06/2010 - 22:00h

opress, nota 10 no artigo parabéms

[18] Comentário enviado por rodrigocontrib em 27/06/2010 - 19:08h

Quanto da um Cluster de 100 K-62 500 500Mhz
50Ghz -> Isso é processamento a dar com pau...
Acredito que o unico problema de usar tal tecnologia é a quantidade de energia,espaço e mão de obra gasta...mas devemos pensar nisso como uma alternativa de reciclagem.

Cluster para o Google de Pcs reciclaveis, tem que ter muito alcool isopropilico.

[19] Comentário enviado por joelpolese em 05/07/2010 - 14:38h

OOpa!!

sou iniciante em Linux e meu TC vai ser em cima do gerenciamento e monitoramento de cluster linux Debian...

Não encontrei algum "tutorialzinho" sobre implementação de cluster de alto desempenho (vou rodar uma aplicação paralela e testar)
Se alguem puder ajudar, agradeço!

Obrigado

Abraço!!

[20] Comentário enviado por vinicius.almeida em 31/08/2010 - 20:05h

Interessante.. gostei.

:)

[21] Comentário enviado por hvazsampaio em 08/09/2010 - 12:14h

No comando seguinte deu erro, alguem sabe o porque?

# fakeroot make-kpkg --initrd --append-to-version=-MOSIX kernel_image kernel_headers

Error: The extended version may only contain
lowercase alphanumerics and the characters - + .
The current value is: -MOSIX
Aborting.

[22] Comentário enviado por renato_pacheco em 05/01/2011 - 13:27h

Rodrigo, eu não entendi: o mosix deve ser instalado em todas as 3 máquinas com a msm versão do Debian Etch (q foi usado no seu TCC)? Todos ficam com o msm IP? Esse assunto é muito novo pra mim...

[23] Comentário enviado por rodrigo8819 em 05/01/2011 - 13:39h

Você não precisa ficar preso a versão do linux nem a distros, basta fazer os passos de acordo com cada distro que for utilizar. Para isso terá de ver os métodos disponíveis para a distro que escolher, por exemplo a criação do pacote .deb do kernel compilado com o mosix não se aplica a derivados de red hat que utilizarão pacotes rpm.
Quando a rede, os nodos do cluster utilizarão a mesma rede (ou classe de IP) mas não o mesmo IP.

Aconselho que utilize versões parecidas do artigo, levando em conta que você relatou que é novo no assunto, assim quando já estiver mais familiarizado com o assunto faça em alguma outra distro de sua preferência.

[24] Comentário enviado por andregyn em 02/07/2012 - 17:06h

Otimp artigo, vou testar em casa, tenho um dualcore parado, vou reutiliza-lo. Valeu


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