Diploma Thesis DIP-2749

BibliographyEgorenkov, Alexander: Protocol for Epoch Switching in a Distributed Time Virtualized Emulation Environment.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Electrical Engineering, and Information Technology, Diploma Thesis No. 2749 (2008).
112 pages, english.
CR-SchemaC.2.1 (Network Architecture and Design)
C.2.2 (Network Protocols)
C.2.5 (Local and Wide-Area Networks)
Abstract

In this diploma thesis an efficient protocol with very small latency for group communication in Distributed Time Virtualized Emulation Environment (DTVEE) is designed and developed. DTVEE is a PC cluster and provides a distributed network emulation environment for large-scale distributed applications and network protocols. It allows to emulate network scenarios with thousands of nodes running unmodified software implementations. DTVEE uses node and time virtualization in order to support very large network topologies, to maximize hardware utilization and to minimize the time needed for network experiments. DTVEE can run an experiment with a factor (called time dilation factor, TDF) slower or faster than real-time and, therefore, emulate more CPU and network resources. It is better to adapt TDF to the current load in order to achieve best resource utilization and to shorten the runtime of an experiment. Therefore, continuous adaptation of TDF is required because the demand on the CPU and network resources changes during an experiment. The period of time between two TDF changes is called epoch. In this work, a protocol, that switches all nodes belonging to an experiment to a new epoch, shall be developed and evaluated. Since running nodes with a different TDF in the same experiment adulterates emulation results, the protocol has to change the TDF simultaneously.

Diese Diplomarbeit hat den Entwurf und die Entwicklung eines effizienten Protokolls mit sehr kleiner Latenzzeit zur Gruppenkommunikation in Distributed Time Virtualized Environment (DTVEE) zum Ziel. DTVEE ist ein PC-Cluster and stellt eine verteilte Netzwerkemulationsumgebung für umfangreiche verteilte Anwendungen und Netzwerkprotokolle zur Verfügung. Es erlaubt uns Netzwerkszenarien mit tausenden von Knoten, die unmodifizierte Softwareimplementierungen ausführen, zu evaluieren. DTVEE verwendet Knoten- und Zeitvirtualisierung, um sehr große Netzwerktopologien zu unterstützen, Ausnutzung von Harware zu maximieren und die Zeit für Experimente zu minimieren. DTVEE kann ein Experiment um eine Konstante (TDF, time dilation factor) schneller oder langsamer laufen lassen und so mehr CPU- und Netzwerk-Ressourcen zu emulieren. Es ist besser TDF an die aktuelle Last anzupassen, um die beste Ausnutzung von Ressourcen zu erreichen und die Laufzeit eines Experimentes zu verkürzen. Deswegen is eine ständige Adaptation von TDF is notwendig, weil die Nachfrage nach CPU- und Netzwerk-Ressourcen sich während eines Experiments verändert. Die Zeitperiode zwischen zwei Änderungen von TDF wird Epoche genannt. In dieser Arbeit soll ein Protokoll entwickelt und evaluiert werden, das alle Klusterknoten, die zu einem Experiment gehören, in eine neue Epoche umschlatet. Weil zu einem Experiment gehörende Klusterknoten mit unterschiedlichen TDF die Ergebnisse des Experiments verfälschen können, soll das Protokoll TDF auf den Klusterknoten gleichzeitig umschalten.

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Entry dateSeptember 5, 2008
   Publ. Computer Science