Atanmış Sistemler ile Dağıtık Sistem Tasarımı ve Mevcut Sistemler ile Karşılaştırması

Yıl 2015, Cilt: 8 Sayı: 2, 17 - 30, 24.06.2016

Mustafa Haluk Akgündüz Eşref Adalı

Öz

Çalışmada, paralelleştirmeye uygun olan bir uygulamanın bilgisayar kümeleri mimarisi referans alınarak geliştirilen merkez yönetim yazılımı vasıtasıyla atanmış bilgisayarlarda çalıştırılması gerçekleştirilmiştir.Güvenilirliğin artırılmasına yönelik olarak havuz yedekleme yöntemi kullanılmıştır. Diğer taraftan verimi artırmaya yönelik olarak ise, (1) dosya aktarımlarında, MD5 bazlı kontroller konularak dosya aktarımı optimize edilmiş ve aynı dosyaların tekrarlı aktarımı engellenmiş, (2) tasarlanan önceliklendirme algoritması ile düğümler önceliklendirilmiş, böylece düğümlerde çalıştırılacak uygulama alt görevlerine öncelik değeri atama imkanı verilmiş, (3) düğümlerin homojen kullanımı sağlanarak yaşlanma oranları dengelenmiş, böylece sistemin ilk bozulma anı ötelenmiştir.Sistemin sınanması iki farklı bilgisayar ve dört farklı atanmış bilgisayar kullanarak gerçekleştirilmiştir. Sınanan atanmış bilgisayarlar sırasıyla, Raspberry PI Model B, Raspberry PI 2 Model B, BeagleBone Black Model C ve HardKernel ODROID U3 olup maliyetleri, referans bilgisayarın yaklaşık 6-11% arasındadırlar.Yapılan maliyet analizinde, referans bilgisayar ile atanmış bilgisayarların başarım / fiyat oranları karşılaştırılmış, atanmış bilgisayarların referans bilgisayara alternatif olup olmadıkları sınanmıştır. Sınama sonuçlarında, referans bilgisayara göre sırasıyla 58%, 289%, 156% ve 314%’lük başarım / fiyat oranları elde edilmiştir. Buna göre ilk versiyon Raspberry PI atanmış bilgisayarı hariç, tüm atanmış bilgisayarlar referans bilgisayardan daha iyi başarım / fiyat oranı göstermişlerdir.

Anahtar Kelimeler

atanmış bilgisayarlar, dağıtık sistemler,  bilgisayar kümeleri,  beowulf

Design of a Cluster Computer Using Dedicated Systems and Comparison of Them with the Recent Systems

Öz

In the study, it is aimed to run a large-scale application, which is suitable for parallelization\ at the embedded computers with using central management software that taking computer cluster architecture as reference.Pool backup approach is used to increase system reliability. On the other hand, system efficiency was increased by (1) optimizing file transfers by avoiding redundant transfers via MD5 based controls, (2) using the scoring algorithm designed as part of this study to prioritize the nodes providing a mechanism to assign priority scores to subtasks to be executed at nodes, (3) homogenizing use among all nodes to equalize weathering rates and delay the first breakdown.The proposed system was tested with two computers and four different types of dedicated computers. A cost analysis was conducted where the cost / performance ratios of the embedded computers were compared to the reference computer to see if these embedded computers can be considered as an alternative to the reference computer. The resulting cost / performance ratios were found to be 58%, 289%, 156% and 314%, respectively. Based on these results, all embedded computers except for first version of Raspberry PI have better cost / performance ratios compared to the reference computer.

Anahtar Kelimeler

dedicated computers, distributed systems, computer clusters, beowulf

Kaynakça

• Adalı, E. (1980). Dağıtılmış Bilgisayarlarla Denetim Doçentlik Tezi, İSTANBUL.
• Rivest, R. (1992). The MD5 Message-Digest Algorithm, RFC Editor, United States.
• Ishikawa, Y. ve Tokoro, M. (1984). The Design of an Object Oriented Architecture, SIGARCH Comput. Archit. News, 12(3), 178–187.
• Pfister, G., (2000). Cluster Computing, Encyclopedia of Computer Science, John Wiley and Sons Ltd., Chichester, UK, s.218–221.
• Meredith, M. ve diğerleri (2003). Exploring Beowulf Clusters, J. Comput. Sci. Coll., 18(4), 268–284.
• Yiqun, C., (2005). Parallel And Distributed Computing Engineering, Yüksek Lisans Tezi, National University Of Singapore. In Biomedical
• Olson, E., (2002). Cluster Juggler – PC cluster virtual reality, Yüksek Lisans Tezi, Iowa State University.
• Bahcecioglu, T., (2011). Parallel Solution Of Soil-Structure Interaction Problems On Pc Clusters, Yüksek Lisans Tezi, Middle East Technical University.
• Kiepert, J. (2013). RPiCLUSTER - Creating a Raspberry Pi-Based Beowulf Cluster, Teknik Rapor, Boise State University.
• Bennett, T., (2003). Development of a Parallel SAR Processor on a Beowulf Cluster, Yüksek Lisans Tezi, The University of Cape Town.
• Raspberry PI, http://www.raspberrypi.org/, alındığı tarih: 29.03.2015. [12] BeagleBone,
• http://beagleboard.org/bone,
• alındığı tarih: 29.03.2015.
• ODROID, http://www.hardkernel.com/, alındığı tarih: 29.03.2015.