Processamento Distribuído de Grafos: Modelagem de Desempenho e Escalonamento de Tarefas Moldáveis

  • Daniel Presser UFSC
  • Frank Siqueira UFSC

Resumo


O crescimento contínuo das bases de dados observado em aplicações atuais também se aplica áquelas modeladas como grafos. Neste contexto, diversos modelos para processamento distribuído de grafos de larga escala foram propostos, como o Pregel. Estes modelos assumem o uso de clusters de computadores, nos quais as tarefas precisam ser alocadas de maneira eficiente. Neste trabalho é apresentado um modelo de predição de desempenho e um escalonador de jobs de processamento de grafos. O escalonador trata os jobs a escalonar como tarefas moldáveis, encontrando a melhor alocação de processadores, com base nas predições, para otimizar o tempo total de processamento (makespan). São apresentados resultados experimentais demonstrando que o modelo de desempenho tem precisão média de 90% que permite ao escalonador se manter dentro dos limites teóricos de aproximação do makespan ótimo.

Referências

Avery, C. (2011). Giraph: Large-scale graph processing infrastructure on Hadoop. In Proceedings of Hadoop Summit.

Boldi, P. and Vigna, S. (2004). The WebGraph framework I: Compression techniques. In Proc. of the 13th International World Wide Web Conference, pages 595–601, Manhattan, USA.

Dutot, P.-F., Netto, M. A., Goldman, A., and Kon, F. (2005). Scheduling moldable BSP tasks. In Proc. of the 11th International Workshops on Job Scheduling Strategies for Parallel Processing, pages 157–172. Springer.

Gonzalez, J. E., Low, Y., Gu, H., Bickson, D., and Guestrin, C. (2012). PowerGraph: Distributed graph-parallel computation on natural graphs. In Proc. of the 10th Symposium on Operating System Design and Implementation.

Guo, Y., Biczak, M., Varbanescu, A. L., Iosup, A., Martella, C., and Willke, T. L. (2014). How well do graph-processing platforms perform? An empirical performance evaluation and analysis. Proc. of the International Parallel and Distributed Processing Symposium, pages 395–404.

Han, M., Daudjee, K., Ammar, K., Özsu, M. T., Wang, X., and Jin, T. (2014). An experimental comparison of pregel-like graph processing systems. Proceedings of the VLDB Endowment.

Kc, K. and Anyanwu, K. (2010). Scheduling hadoop jobs to meet deadlines. In Proc. of the 2nd IEEE International Conference on Cloud Computing Technology and Science (CloudCom).

Leskovec, J. and Krevl, A. (2014). SNAP Datasets: Stanford large network dataset collection. http://snap.stanford.edu/data.

Leung, J. Y. (2004). Handbook of scheduling: algorithms, models, and performance analysis. CRC Press.

Li, Z., Zhang, B., Ren, S., Liu, Y., Qin, Z., Goh, R. S. M., and Gurusamy, M. (2017). Performance modelling and cost effective execution for distributed graph processing on congurable VMs. Proc. of the 17th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing, pages 74–83.

Lumsdaine, A., Gregor, D., Hendrickson, B., and Berry, J. (2007). Challenges in parallel graph processing. Parallel Processing Letters, 17(01):5–20.

Malewicz, G., Austern, M. H., Bik, A. J., Dehnert, J. C., Horn, I., Leiser, N., and Czajkowski, G. (2010). Pregel: a system for large-scale graph processing. In Proc. of the 2010 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, pages 135–146.

Padala, S., Kumar, D., Raj, A., and Dharanipragada, J. (2015). Octopus: A multi-job scheduler for Graphlab. In Proc. of the 2015 IEEE International Conference on Big Data, pages 293–298.

Page, L., Brin, S., Motwani, R., and Winograd, T. (1999). The pagerank citation ranking: Bringing order to the web. Technical report, Stanford InfoLab.

Qu, H., Mashayekhi, O., Terei, D., and Levis, P. (2016). Canary: A scheduling architecture for high performance cloud computing. arXiv preprint arXiv:1602.01412.

Salihoglu, S. and Widom, J. (2013). GPS: A graph processing system. In Proc. of the 25th International Conference on Scientic and Statistical Database Management.

Seo, S., Yoon, E. J., Kim, J., Jin, S., Kim, J.-S., and Maeng, S. (2010). Hama: An efcient matrix computation with the mapreduce framework. In Proc. of the 2nd IEEE International Conference on Cloud Computing Technology and Science, pages 721–726.

Turek, J., Wolf, J. L., and Yu, P. S. (1992). Approximate algorithms scheduling parallelizable tasks. In Proceedings of the 4th ACM Symposium on Parallel Algorithms and Architectures.

White, T. (2012). Hadoop: The denitive guide. O’Reilly Media, Inc.

Wolf, J., Rajan, D., Hildrum, K., Khandekar, R., Kumar, V., Parekh, S., Wu, K.-L., and balmin, A. (2010). Flex: A slot allocation scheduling optimizer for mapreduce workloads. In Proc. of the 11th ACM/IFIP/USENIX International Conference on Middleware.

Xin, R. S., Gonzalez, J. E., Franklin, M. J., and Stoica, I. (2013). GraphX: A resilient distributed graph system on spark. In Proc. of the 1st International Workshop on Graph Data Management Experiences and Systems.

Zaharia, M., Xin, R. S., Wendell, P., Das, T., Armbrust, M., Dave, A., Meng, X., Rosen, J., Venkataraman, S., Franklin, M. J., et al. (2016). Apache spark: A unied engine for big data processing. Communications of the ACM, 59(11):56–65.
Publicado
10/05/2018
PRESSER, Daniel; SIQUEIRA, Frank. Processamento Distribuído de Grafos: Modelagem de Desempenho e Escalonamento de Tarefas Moldáveis. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE REDES DE COMPUTADORES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS (SBRC), 36. , 2018, Campos do Jordão. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2018 . p. 1243-1256. ISSN 2177-9384. DOI: https://doi.org/10.5753/sbrc.2018.2491.

Artigos mais lidos do(s) mesmo(s) autor(es)