GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Metodología.

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1 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Metodología para la Eliminación de los Efectos Negativos de la Congestión en Redes Multietapa Teresa Nachiondo, José Flich y José Duato Dpto. Informática de Sistemas y Computadores Grupo de Arquitecturas Paralelas Universidad Politécnica de Valencia

2 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Índice Introducción. Ejemplo de árbol de congestión. Descripción de la metodología. Conclusiones.

3 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Congestión Aparece cuando diferentes fuentes de información compiten por los mismos recursos en la red (canal o cola). Puede derivar en una congestión parcial o total de la red. Normalmente conlleva una degradación de las prestaciones de la red.

4 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Estrategias Estrategias en el control de la congestión en redes de interconexión: – Prevención: Requieren establecimiento previo de la conexión o el envío de reconocimientos. – Recuperación: Requieren monitorización de la red, y actuación para evitar la saturación.

5 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Dependencias La efectividad de estas técnicas depende en gran medida de la rapidez en la detección y notificación de la congestión (control en bucle cerrado). La rapidez de la notificación depende de: – velocidad de transmisión por la red. – distancia de los nodos al punto de congestión. + tiempo de transmisión en los canales. + difícil implementar mecanismos de recuperación eficientes.

6 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Ejemplo de Árbol de Congestión (AC) fuente 1fuente 2 fuente 3 fuente 4 Conm.. 1 Conm.. 2 Conm.. 3 Conm. 7 Conm. 4 Conm. 5 Conm. 6 33% 66% destino 1destino 2 33% 66% 100% 33%.... Tráfico fuente 1 destino1 fuente 2 destino1 fuente 3 destino1 fuente 4 destino2 33% Flujos calientes { Flujo frio {

7 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia AC provoca HOL Blocking Un árbol de congestión no es un problema en si mismo. – El enlace alcanza la productividad máxima (100%) El problema real es el HOL Blocking que ocasiona a los flujos que comparten parte de su ruta con el árbol de congestión. – Impiden el avance de paquetes de flujos ajenos al árbol de congestión. – Problema real: HOL Blocking

8 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Propuesta Metodología para reducir los efectos negativos de los árboles de congestión. Basada en evitar el HOL Blocking provocado por los árboles de congestión. Implemetación: – Bucle de control local: Reduce el HOL Blocking mapeando dinamicamente flujos calientes y frios en diferentes colas. – Bucle de control global: Eliminar los árboles de congestión, limitando la inyección de los nodos fuentes de los flujos calientes.

9 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Bucle de control local Head of Line blocking X NUESTRA Propuesta X N puertos M colas Solución escalable e independiente del nº de puertos M < N N puertos N colas VOQ Propuesta en la literatura Tendencia actual en los Conmutadores de altas prestaciones: Mayor número de puertos, Niveles de Prioridad Calidad de Servicio Problema: VOQ no es una solución escalable. ABORDA EL PROBLEMA DE: SOLUCIÓN X

10 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Aplicación de la metodología Ejemplo de árbol de congestión fuente 1fuente 2 fuente 3 fuente 4 Conm.. 1 Conm.. 2 Conm.. 3 Conm. 7 Conm. 4 Conm. 5 Conm. 6 33% 99% destino 1destino 2 33% 99% 100% 66%... 33% 66% Bloque de Memoria por Puerto Entrada Bucle de control local Bucle de control global Notificación global Notificación local Tráfico fuente 1 destino1 fuente 2 destino1 fuente 3 destino1 fuente 4 destino2 Flujos calientes { Flujo frio {

11 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Conclusiones Las técnicas actuales de recuperación de la congestión se basan en el diseño de un sistema de bucle cerrado. La efectividad de estas técnicas depende mucho de la rapidez en la notificación. Dependencia de la efectividad con el tiempo de vuelo.

12 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Conclusiones Proponemos una nueva metodología que: – Permite que los árboles de congestión coexistan con otros flujos, evitando que los limite. – Las acciones se llevan a cabo en los conmutadores implicados y no en los nodos de inyección. – Las prestaciones del mecanismo no son tan dependientes del tiempo de vuelo.

13 GAP GAP Parallel Architectures Group Grupo de Arquitecturas Paralelas Jornada d’Arquitectures per a Càlcul i Comunicacions Avançades, Feb.04 Valencia Metodología para la Eliminación de los Efectos Negativos de la Congestión en Redes Multietapa Teresa Nachiondo, José Flich y José Duato Dpto. Informática de Sistemas y Computadores Grupo de Arquitecturas Paralelas Universidad Politécnica de Valencia