A flexible bandwidth reservation framework for bulk data transfers in grid networks
Résumé
In grid networks, distributed resources are interconnected by wide area network to support compute and data-intensive applications, which require reliable and efficient transfer of gigabits (even terabits) of data.Different from best-effort traffic in Internet, bulk data transfer in grid requires bandwidth reservation as a fundamental service. Existing reservation schemes such as RSVP are designed for real-time traffic specified by reservation rate, transfer start time but with unknown lifetime. Incomparison, bulk data transfer requests are defined in terms of volume and deadline, which provide more information, and allow more flexibility in reservation schemes, i.e., transfer start time can be flexibly chosen,and reservation for a single request can be divided into multiple intervals with different reservation rates. We define a flexible reservation framework using time-rate function algebra, and identify a series of practical reservation scheme families with increasing generality and potential performance, namely, FixTime-FixRate, FixTime-FlexRate, FlexTime-FlexRate, and Multi-Interval. Simple heuristics are used to select representative scheme from each family for performance comparison. Simulation results show that the increasing flexibility can potentially improve system performance, minimizing both blocking probability and mean flow time. We also discuss the distributed implementation of proposedframework.
Dans les réseaux de grilles, les ressources distribuées sont interconnectéespar des réseaux longues distance pour exécuter des applications intensives de calcul ou de traitement de données, qui nécessitent des transferts fiables et efficaces de volumes de données de l’ordre de plusieurs gigaoctets ou teroctets. Le transferts massifs dans les grilles, contrairement au trafic “best effort” de l’Internet, requièrent un service de réservationde bande-passante. Les schémas de réservation existants, tels RSVP, ont été conçus pour du trafic temps-réel et pour lequel on spécifie un débit réservé, une date de début de transfert mais on ne précise pas la durée.En comparaison, les transferts massifs de grilles sont définis en termes de volumes et de date limite, ce qui offre plus d’informations et autorise des schémas de réservation plus flexibles. Le début effectif du transfert peutêtre choisi, une réservation pour une même requête peut être divisée en plusieurs intervalles avec des débits réservés différents. Nous définissons un cadre flexible de réservation de bande passante à l’aide d’une algèbre defonctions temps-débit et identifions une série de familles de schémas de réservation, que nous nommons FixTime-FixRate, FixTime-FlexRate,FlexTime FlexRate, et Multi-Interval, présentant une généralité et un potentiel de performance croissants. Des heuristiques simples sont utilisées pour sélectionner un schéma représentatif dans chaque famille pourcomparer les performances. Les résultats de simulation montrent que l’augmentation de la flexibilité peut potentiellement augmenter les performances du système, minimiser la probabilité de blocage et la durée moyenne des flux. Nous discutons aussi de l’implantation distribuée ducadre proposé.
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