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Utilisationd’ontologies pourle matchmaking.

Aurélie Hurault

Introduction

Requête

Ontologie

Parser

Ressources

Ontologie

Ajouts

Import d’une bdd

Algorithme dematchmaking

Utilisateur

Application

Propriétés desressources

Exemples -Démonstration

OS et processeur

Jobs co-alloués

Groupes etpolitiques

Conclusion

Utilisation d’ontologies pour lematchmaking.

Aurélie Hurault

Projet NAREGI

Novembre 2007

Aurélie Hurault

Introduction

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Import d’une bdd

Utilisateur

Application

OS et processeur

Jobs co-alloués

Conclusion

Introduction

RequêteOntologieParser

RessourcesOntologieAjoutsImport d’une bdd

Algorithme de matchmaking

UtilisateurApplicationPropriétés des ressourcesTemps

Exemples - DémonstrationOS et processeurTempsJobs co-allouésGroupes et politiques

Conclusion

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Requête

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Import d’une bdd

Utilisateur

Application

OS et processeur

Jobs co-alloués

Conclusion

I Étudier les possibilités de matchmaking en utilisant desontologies;

I Dans ce but:I Définition d’ontologies pour les requêtes et les ressources;I Réalisation de l’algorithme de matchmaking;

I Trouver les ressources qui répondent aux besoins del’utilisateur;

I Trouver les instances de la classe «System» qui répondentà une requête exprimée par une instance de la classe«Request».

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Jobs co-alloués

Conclusion

Requête

Dans le projet NAREGI, les jobs sont soumis via le «workflowtool», qui permet de définir des workflows complexes:

I jobs en séquence;

I jobs en parallèle;

I jobs co-alloués;

I jobs soumis à condition;

I boucle;

I job unitaire.

Un job unitaire est décrit en utilisant le standard JSDL (JobSubmission Description Language).

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Jobs co-alloués

Conclusion

Ontologie de la requête

I Dans l’ontologie: Requête = Utilisateur + Workflow;

I Une classe par type de workflow;

I Boucle: les trois conditions possibles (nombre de boucles,existence d’un fichier et statut de terminaison d’un job)sont traitées.

I Jobs co-alloués:I n jobs unitairesI m réseaux

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Jobs co-alloués

Conclusion

Ontologie de la requête

I Job unitaire:I Tous les éléments d’un document JSDL

I Application: executableI Resource: candidate hosts, individual CPU count, total

CPU count,. . .I Contraintes: même expressivité que

«jsdl:RangeValue_Type»I Réseaux pour les clusters

I TempsI BeginTime: date après laquelle le job doit commencer;I EndTime: date avant laquelle le job doit finir;I Duration: la durée de réservation;I OWL Time ontology.

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Conclusion

Parser de la requête

I Interface client du projet NAREGI:I Fichier XML, respectant le schema NAREGI-WFML,

généré par le «workflow tool»;

I Parser: fichier NAREGI-WFML→ instance de la classe«Request»;

I Tests réalisés avec des fichiers générés par le «workflowtool» sur le portail de démonstration pbg1044.naregi.org;

I Peut reconstruire tous les workflows.

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Ontologie des ressources

I Dans le projet NAREGI:I base de données relationnelle;I basée sur le schema CIM (Common Information Model)

avec quelques extensions.I «CIM provides a common definition of management

information for systems, networks, applications andservices, and allows for vendor extensions. CIM’s commondefinitions enable vendors to exchange semantically richmanagement information between systems throughout thenetwork.»

I Cas général:

Schema de la bdd NAREGI → ontologie OWL

Table → ClasseColonne → Datatype propertyTable d’association / aggregation → Object property

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Conclusion

Cluster

I RéseauI Nœud

I Représentation «front end»I Représentation par groupe de nœuds

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Conclusion

Type d’OS et famille de processeur

I Type d’OSI Version actuelle: entierI Ontologie: instance d’une classe

I Une classe par type d’OSI Organisation hiérarchique

I Famille de processeurI Même chose

I Avantage:I Plus significatifI Plus flexible

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Conclusion

Logiciels par défaut

I CIM: possibilité de définir les logiciels installés sur unsystème;

I Ajout: possibilité de définir des logiciels installés pardéfaut sur un système;

I But: vérifier que l’application que l’utilisateur veut exécuterest installée sur le système;

I Possibilité de dé-activer cette fonctionnalité.

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Conclusion

Planning

I Pour chaque système un planning de réservation estdonné;

I Possibilité de trouver les intervalles de temps danslesquels le job doit commencer pour respecter lescontraintes de temps;

I Possibilité de dé-activer cette fonctionnalité.

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Conclusion

Utilisateurs et politiques

I Utilisateurs

I PolitiquesI Spécifient les conditions d’utilisation d’un système par un

utilisateur;I Une politique peut en remplacer une autre;

I Sur un système: ensemble d’association entre unutilisateur (ou groupe) et une politique.

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Conclusion

Ajouter une nouvelle politique

I Ajouter une classe dans l’ontologie et compléter lapropriété «canReplace»;

I Ajouter une classe Java qui spécifie quand la politique estsatisfaite;

I Modifier la classe Java «ComputerSystem»→ doit êtremodifié pour une intégration automatique.

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Conclusion

Unités

I Certaines propriétés des ressources (et contraintesdemandées) sont exprimées dans une unité donnée:bytes, giga bytes, bits par secondes. . .

I Nécessité de se mettre d’accord sur l’unité (GB, MB, KB,B,. . . ) dans un système par attribut - valeur;

I Ajout de classes pour décrire les unités dans l’ontologie.Utilisateur et propriétaire de ressources peuvent utiliserdes unités différentes, la convertion sera faite avantcomparaison.

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Conclusion

Extraction de données d’une base de données

I Possibilité de charger une base de données existante quirespecte le schema du projet NAREGI;

I Extraction partielle: seulement les propriétés utilisées dansl’algorithme de matchmaking sont chargées;

I Peut être étendu si besoin;

I Tests réalisés avec la base de données «mcd» utiliséepour les tests du projet.

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Algorithme de matchmaking

1. Existence de l’utilisateur et vérification des politiques

2. Application (si demandé)

3. Propriétés de ressources

4. Temps (si demandé)

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Jobs co-alloués

Conclusion

Matchmaking: Utilisateur et politique

1. Vérification de l’existence de l’utilisateur2. Calcul de l’ensemble des politiques qui régissent

l’utilisation du système pour l’utilisateur.I Politiques spécifiques pour l’utilisateurI Politiques des sous-groupes qui ne sont pas remplacées

3. Vérification des politiquesI Réponse immédiate possible: AuthorizedMemberPolicy,

NonAuthorizedMemberPolicyI Réponse immédiate impossible: génération d’un ensemble

de contraintes qui seront vérifiées plus tard

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Jobs co-alloués

Conclusion

Matchmaking: Application

I Vérifie que l’application est installée sur le système;

I Vérifie que l’application est installée par défaut sur lesystème;

I L’utilisateur peut choisir ou non d’activer cettefonctionnalité.

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Jobs co-alloués

Conclusion

Matchmaking: Propriétés des ressources

I UnitaryComputerSystem: réservation du système complet;I Cluster: réservation de quelques nœuds;

I Certaines contraintes pour sélectionner les nœuds(Individual XXX);

I Certaines contraintes pour sélectionner le cluster (TotalXXX): vérifie qu’il y a assez de XXX.

I Candidate hosts

I Première catégorie- Operating system, CPU architecture, Individual CPUCount,. . .

I Seconde catégorie- Total CPU count, Total Physical Memory,. . .

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Jobs co-alloués

Conclusion

Matchmaking: Temps

I Job unitaire: Intervalles de temps dans lesquels le job doitcommencer;

I Jobs en séquence: Les intervalles de temps pour lesecond job sont calculés en supposant que le premiercommence au plus tôt;

I Jobs en parallèle: Si des ressources communes sontutilisées dans les deux jobs, les résultats sont donnés sousréserve de problèmes de temps;

I Jobs co-alloués: intersection des intervalles de temps pourtous les jobs;

I Condition: pas d’interaction entre les jobs;

I Boucle: Si le nombre de boucle est connu, les intervallesde temps sont donnés pour chaque boucle, sinon lesrésultats sont donnés sous réserve.

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Exemples - Démonstration

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Jobs co-alloués

Conclusion

I UnitaryComputerSystem dans la base de données:

Nom OS Processeur

simpleLinuxPentium4 Linux Intel Pentium 4simpleLinuxCeleron Linux Intel CeleronsimpleSolarisPentium4 Solaris Intel Pentium 4simpleSolarisSparc Solaris SparcsimpleWindowsPentium4 Windows Intel Pentium 4

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Conclusion

I RequêteI Système Unix:

- simpleLinuxPentium4, simpleLinuxCeleron,simpleSolarisPentium4 et SolarisSparc.

I Processeur Intel:- simpleLinuxPentium4, simpleLinuxCeleron,simpleSolarisPentium4 et simpleWindowsPentium4.

I Système Unix et processeur Intel:- simpleLinuxPentium4, simpleLinuxCeleron etsimpleSolarisPentium4.

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Conclusion

I UnitaryComputerSystem dans la base de donnéesI Nom: vcp01.naregi.orgI Planning: Réservations

I [1 oct. 2007 00:00:00 ; 2 oct. 2007 00:00:00]I [5 oct. 2007 10:00:00 ; 5 oct. 2007 15:00:00]I [6 oct. 2007 12:00:00 ; 7 oct. 2007 00:00:00]

I Recherche de deux systèmes pour un job qui commenceaprès le 1 oct. 2007 00:00:00 et pour une heure, pour fairetourner deux jobs en séquence.-L’algorithme va trouver

I Job1: vcp01.naregi.org avec un début dans:I [2 oct. 2007 00:00:00,5 oct. 2007 09:00:00]I [5 oct. 2007 15:00:00,6 oct. 2007 11:00:00]I [7 oct. 2007 00:00:00,8 oct. 2017 14:46:22]

I Job2: vcp01.naregi.org avec un début dans:I [2 oct. 2007 01:00:00,5 oct. 2007 09:00:00]I [5 oct. 2007 15:00:00,6 oct. 2007 11:00:00]I [7 oct. 2007 00:00:00,8 oct. 2017 14:46:23]

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Conclusion

Jobs co-alloués

I Dans la base de donnéesI Quatre stations à Tokyo, Nagoya, Osaka et KobéI Réseau SuperSINET (10 Gbps) entre Tokyo, Nagoya et

OsakaI Réseau SINET (1 Gbps) entre Kobé et les autres villes

I Recherche de trois ressources pour des jobs co-alloués etavec un réseaux rapide entre elles (8 Gbps).

I Toutes les combinaisons des stations de Tokyo, Nagoya etOsaka.

I job#3: station.nagoya + job#1: station.osaka + job#2: station.tokyoI job#3: station.osaka + job#1: station.nagoya + job#2: station.tokyoI job#3: station.nagoya + job#1: station.tokyo + job#2: station.osakaI job#3: station.tokyo + job#1: station.nagoya + job#2: station.osakaI job#3: station.osaka + job#1: station.tokyo + job#2: station.nagoyaI job#3: station.tokyo + job#1: station.osaka + job#2: station.nagoya

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Conclusion

Jobs co-alloués

I Si un des jobs (job#3) échange peu de données avec lesautres jobs, un reseau lent est suffisant, et les deux autresnécessitent un réseau rapide.

I Toutes les combinaisons des stations de Tokyo, Nagoya etOsaka pour les job#1 et job#2, et toutes les stations pourjob#3.

I job#3: station.nagoya + job#1: station.osaka + job#2: station.tokyoI job#3: station.kobe + job#1: station.osaka + job#2: station.tokyoI job#3: station.kobe + job#1: station.nagoya + job#2: station.osakaI job#3: station.tokyo + job#1: station.nagoya + job#2: station.osakaI . . .

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Conclusion

Groupes et politiques: Université

I Ressource:I Cluster «IBM1350»;I Réseau : Myrinet GigaEthernet;I 50 nœuds, avec un bi-processeur Opteron.

I Groupes et utilisateursI UniversityPersonel: le personnel de l’université;I UniversityTeacher: sous-groupe de UniversityPersonel;I UniversityStudent: sous-groupe de UniversityPersonel;I Membres de UniversityStudent: Student1, Student2,

Student3, StudentBlam et StudentBonus;I Membres de UniversityTeacher: Teacher1, Teacher2 et

Teacher3.

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Conclusion

Politiques:

I Les étudiants sont autorisés à utiliser 16 CPU et 10 GB demémoire.

I Les enseignants sont autorisés à utiliser 32 CPU et 20 GBde mémoire.

I L’étudiant «StudentBlam» a eu un mauvais comportementet n’est plus autorisé à utiliser le cluster.

I L’étudiant «StudentBonus» a un statut particulier et estautorisé à utiliser 32 CPU.

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Conclusion

Tous les utilisateurs veulent réserver une partie du cluster pourune demie-heure.

Utilisateur Réponse

«Student1» Total CPU: [0;16]Total Physical Memory: [0;10G]

«StudentBlam» Pas de ressource trouvée«StudentBonus» Total CPU: [0;32]

Total Physical Memory: [0;10G]

«Teacher1» Total CPU: [0;32]Total Physical Memory: [0;20G]

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Utilisateur

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OS et processeur

Jobs co-alloués

Conclusion

Groupes et politiques: Commercial

I Ressource: même que précédemmentI Groupes et utilisateurs

I TrialVersionUsers: les utilisateurs avec une version d’essai;I SimplePackUsers: les utilisateurs avec un pack simple;I DoublePackUsers: les utilisateurs avec un pack double;I TrialVersionUser1 avec une version d’essai depuis le

01/09/2007;I TrialVersionUser2 avec une version d’essai depuis le

01/11/2007;I SimplePackUser1 avec un pack simple;I DoublePackUser1 avec un pack double.

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Import d’une bdd

Utilisateur

Application

OS et processeur

Jobs co-alloués

Conclusion

Groupes et politiques: Commercial

I PolitiquesI Version d’essai: 4 CPU, 2 GB, pour un mois.I Pack simple: 16 CPU et 10 GB.I Pack double: 32 CPU et 20 GB.

I Supposons que nous sommes le 22/11/2007 et que tousles utilisateurs veulent réserver une partie du cluster pourune demie-heure.

Utilisateur Réponse

«TrialVersionUser1» Pas de ressource trouvée«TrialVersionUser2» Total CPU: [0;4]

Total Physical Memory: [0;2GB]

«SimplePackUser1» Total CPU: [0;16]Total Physical Memory: [0;10GB]

«DoublePackUser1» Total CPU: [0;32]Total Physical Memory: [0;20GB]

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Import d’une bdd

Utilisateur

Application

OS et processeur

Jobs co-alloués

Conclusion

Conclusion et travaux futures

I ConclusionI Plus de sensI Plus flexible

I Travaux futursI Améliorer la procédure d’ajout d’une politique;I Interaction avec mon travail de thèse pour permettre une

recherche sur les aspects physiques et fonctionnels;

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