FR2994293A1

FR2994293A1 - Procede et programme d'ordinateur pour allocation des codes d'identification aux elements d'un cluster

Info

Publication number: FR2994293A1
Application number: FR1257629A
Authority: FR
Inventors: Aline Ficet; Thierry Missimilly; Benoit Tarrin; Stephane Martin
Original assignee: Bull SA
Current assignee: Bull Sas Fr; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2014-02-07
Anticipated expiration: 2032-08-06
Also published as: FR2994293B1

Abstract

L'invention a notamment pour objet l'allocation des codes d'identification aux d'éléments (305, 310) d'un cluster (300) suite à un changement de configuration de cluster.

Description

9942 93 1 La présente invention concerne la gestion de composants dans des clusters et plus particulièrement un procédé et un programme d'ordinateur pour l'allocation des codes d'identification, par exemple des adresses réseaux, aux éléments d'un cluster. Le calcul haute performance, aussi appelé HPC (sigle de High Performance Computing en terminologie anglo-saxonne) se développe pour la recherche universitaire comme pour l'industrie, notamment dans des domaines techniques tels que l'automobile, l'aéronautique, l'énergie, la climatologie et les sciences de la vie. La modélisation et la simulation permettent en particulier de réduire les coûts de développement, d'accélérer la mise sur le marché de produits innovants, plus fiables et moins consommateurs d'énergie. Pour les chercheurs, le calcul haute performance est devenu un moyen d'investigation indispensable. Ces calculs sont généralement mis en oeuvre sur des systèmes de traitement de données appelés clusters. Un cluster comprend typiquement un ensemble d'éléments informatiques interconnectés. Ces éléments peuvent inclure des éléments informatiques de type matériel (hardware) et des éléments informatiques de type logiciel (software). Les éléments de typé matériel incluent par exemple des noeuds. Certains noeuds peuvent être utilisés pour effectuer des tâches de calcul (noeuds de calcul), d'autres pour stocker des données (noeuds de stockage) et un ou plusieurs autres gèrent le cluster (noeuds d'administration). Chaque noeud est par exemple un équipement informatique tel qu'un serveur mettant en oeuvre un système d'exploitation tel que Linux (Linux est une marque). La connexion entre les noeuds est, par exemple, réalisée à l'aide de liens de communication Ethernet ou lnfiniband (Ethernet et Infiniband sont des marques). La figure 1 illustre schématiquement un exemple d'une topologie 100 d'un cluster, de type fat-tree. Ce dernier comprend un ensemble d'éléments informatiques génériquement référencés 105. Les éléments informatiques appartenant à l'ensemble 110 sont dans cet exemple des noeuds de calcul tandis que les éléments informatiques de l'ensemble 115 sont des noeuds de service (noeuds de stockage et noeuds d'administration). Les noeuds de calcul peuvent être regroupés en sous-ensembles 120 appelés îlots de calcul, l'ensemble 115 étant appelé îlot de service. Les noeuds sont reliés les uns aux autres par des commutateurs (appelés switch en terminologie anglo-saxonne), par exemple de façon hiérarchique. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, les noeuds sont connectés à des commutateurs 125 de premier niveau qui sont eux-mêmes reliés à des commutateurs 130 de deuxième niveau qui sont à leur tour reliés à des commutateurs 135 de troisième niveau. Comme illustré sur la figure 2, un noeud comprend généralement un ou plusieurs microprocesseurs, des mémoires locales ainsi qu'une interface de 15 communication. Plus précisément, le noeud 200 comporte ici un bus de communication 202 auquel sont reliés : - des unités centrales de traitement ou microprocesseurs 204 (ou CPU, sigle de Central Processing Unit en terminologie anglo-saxonne) ; - des composants de mémoire vive 206 (RAM, acronyme de 20 Random Access Memory en terminologie anglo-saxonne) comportant des registres adaptés à enregistrer des variables et paramètres créés et modifiés au cours de l'exécution de programmes (comme illustré, chaque composant de mémoire vive est associé à un microprocesseur) ; et, - des interfaces de communication 208 adaptées à transmettre et à 25 recevoir des données. Le noeud 200 dispose en outre ici de moyens de stockage interne 210, tels que des disques durs, pouvant notamment comporter le code exécutable de programmes. Le bus de communication permet la communication et 30 l'interopérabilité entre les différents éléments inclus dans le noeud 200 ou reliés à lui. Les microprocesseurs 204 commandent et dirigent l'exécution des instructions ou portions de code logiciel du ou des programmes. Lors de la mise sous tension, le ou les programmes qui sont stockés dans une mémoire non volatile, par exemple un disque dur, sont transférés dans la mémoire vive 206. A chaque élément du cluster sont attribués des paramètres incluant : - une localisation géographique correspondant à l'emplacement de l'élément; et - un code d'identification qui permet d'identifier l'élément du cluster. Les codes d'identification permettant d'identifier un élément incluent un identifiant prenant la forme d'un nom par exemple, une adresse réseau de type IP (Internet Protocol (IP) en anglais) ; et/ou une adresse réseau de type MAC (Media Access Control en anglais). La liste des éléments d'un cluster est ainsi souvent définie dans une base de données. Dans une telle base de données, les paramètres caractérisant chaque élément du cluster tel que l'identifiant de l'élément, des données représentatives de son emplacement géographique et ses adresses IP et/ou MAC sont enregistrés. Lors d'une transition d'une première configuration du cluster à une deuxième configuration du cluster, à cause, par exemple, d'une mise à jour de logiciel, d'une mise à jour de matériel, du remplacement d'un ou plusieurs éléments du cluster, d'une réinitialisation du cluster certains de ces paramètres associés aux éléments peuvent être susceptibles d'être changés. Cependant, le nombre important des éléments des clusters et l'évolution de la taille et de la complexité de ces derniers exigent des moyens d'administration et de gestion de plus en plus performants pour s'assurer une transition sûre et efficace d'une première configuration du cluster à une deuxième configuration du cluster. L'invention permet de résoudre au moins un des problèmes exposés précédemment. Un aspect de l'invention a ainsi pour objet un procédé d'allocation des codes d'identification aux éléments d'un cluster, chaque élément du cluster ayant au moins un code d'identification et un emplacement géographique, le procédé comportant les étapes suivant : récupération, depuis une première base de données, d'un code d'identification et de l'emplacement géographique de chaque élément selon une première configuration du cluster ; association du code d'identification d'un élément à son emplacement géographique selon la première configuration; et suite à un changement de configuration de cluster de la première configuration cluster à une deuxième configuration cluster : attribution à un élément placé, selon la deuxième configuration du cluster, à un emplacement géographique donné, le code d'identification associé, selon la première configuration, audit emplacement géographique ; et enregistrement pour chaque élément, son emplacement géographique selon la deuxième configuration du réseau et le code d'identification attribué.

Le procédé selon l'invention permet ainsi de de conserver un plan d'adressage réseau des éléments d'un cluster lors d'un changement de configuration du cluster suite par exemple à une mise à jour de logiciel ou de matériel, ou suite à un remplacement d'un élément du cluster par un autre élément.

Selon un mode de réalisation particulier le code d'identification associé à l'emplacement géographique d'un élément selon la première configuration comprend l'adresse réseau de l'élément. Selon un mode de réalisation particulier le code d'identification associé à l'emplacement géographique d'un élément selon la première 20 configuration peut comprendre le nom de l'élément. Selon un mode de réalisation particulier le procédé comporte en outre une étape de choix de critère pour choisir l'association des adresses réseaux ou des noms des éléments à leur emplacement géographique. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention lesdits 25 éléments du cluster sont des noeuds. Toujours selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre, une étape de vérification du code d'identification et de l'emplacement géographique associé de chaque élément dans la deuxième configuration du cluster. 30 Dans un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre, dans le cas où le code d'identification d'un élément placé à un emplacement géographique dans la deuxième configuration ne correspond pas au code d'identification associé à cet emplacement géographique selon la première configuration, une étape de remplacement dudit code d'identification par le code d'identification associé à cet emplacement géographique selon la première configuration.

De façon avantageuse, le procédé comprend en outre, dans le cas où deux éléments sont placés au même emplacement géographique, une étape d'émission d'un message d'erreur. Un autre aspect de l'invention a ainsi pour objet un dispositif d'allocation des codes d'identification aux éléments d'un cluster, chaque élément du cluster ayant au moins un code d'identification et un emplacement géographique, le dispositif comportant, des moyens de récupération, aptes à récupérer d'une première base de données, un code d'identification et l'emplacement géographique de chaque élément selon une première configuration du cluster ; des moyens d'association aptes à associer le code d'identification d'un élément à son emplacement géographique selon la première configuration; des moyens d'attribution aptes à attribuer à un élément placé à un emplacement géographique donné selon une deuxième configuration du cluster, suite à un changement de configuration de cluster de la première configuration cluster à la deuxième configuration de cluster, le code d'identification associé, selon la première configuration, audit emplacement géographique ; et des moyens d'enregistrement aptes à enregistrer pour chaque élément, son emplacement géographique selon la deuxième configuration du réseau et le code d'identification attribué. Un autre aspect de l'invention a pour objet un programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé décrit précédemment lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Les avantages procurés par ce programme d'ordinateur sont similaires à ceux évoqués précédemment. D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 illustre un exemple de topologie d'un cluster ; - la figure 2 illustre un exemple d'architecture d'un noeud d'un cluster ; - les figures 3, 4A et 4B illustre schématiquement un exemple de mise en oeuvre du procédé selon un mode de réalisation de l'invention dans un cluster ; et - la figure 5 illustre schématiquement certaines étapes mises en oeuvre du procédé selon un mode de réalisation de l'invention dans un cluster. De façon générale, des modes de réalisation de l'invention permettent de conserver un plan d'adressage réseau des éléments d'un cluster lors d'un changement de configuration du cluster suite par exemple à une mise à jour de logiciel ou de matériel, ou suite à un remplacement d'un élément du cluster par un autre élément. A ces fins, à chaque élément d'un cluster est attribué un identifiant, et/ou une adresse réseau selon son emplacement géographique. Les noms et/ou les adresses réseau des équipements peuvent être conservés selon leur emplacement géographique. La figure 3 illustre schématiquement un exemple de mise en oeuvre du procédé selon un mode de réalisation de l'invention dans un cluster 300. Comme illustré, le cluster 300 comprend un ensemble d'éléments situés à des emplacements géographiques différents. Les éléments incluent ici les noeuds 305-1 à 305-5 (génériquement référencés 305) et un noeud de gestion 310, connectés les uns aux autres via un réseau de communication 315 (comprenant ici des liens et des commutateurs, non représentés). Chaque noeud 305 a une adresse réseau (adresse IP et/ou adresse MAC), un nom permettant de l'identifier et un emplacement géographique dans le cluster 300. Ainsi une liste des éléments 305 du cluster 300 est définie dans une base de données 350. Dans cette base de données, les paramètres caractérisant chaque noeud 305 du cluster tel que le nom du noeud, son emplacement géographique et ses adresses IP et/ou MAC sont enregistrés. Les composants matériels d'un noeud 305 sont, par exemple, les 30 unités centrales de traitement ou microprocesseurs 204, les composants de mémoire vive 206, les interfaces de communication 208 et les moyens de stockage interne 212 illustrés sur la figure 2. Les composants logiciels sont 2 9942 93 7 typiquement des modules du noyau du système d'exploitation du noeud ainsi que des modules liés à ce noyau. Lors d'une mise à jour du cluster qui provoque un changement de configuration de cluster, un procédé d'allocation des codes d'identification selon 5 un mode de réalisation de l'invention est déclenché. L'allocation des codes d'identification peut être réalisée par un module d'allocation local à l'aide de commandes standard, par exemple de commandes Linux. Ces commandes sont regroupées en séquences, par exemple une séquence de commandes écrite conformément au langage PERL. 10 Ces commandes peuvent être utilisées pour récupérer de la base de données 350, des informations relatives aux éléments du cluster. A titre d'illustration un changement de configuration de cluster est illustré sur les figures 4A et 4B. Selon cet exemple le noeud 305_1 est remplacé par un nouveau noeud 315_1, le noeud 305_3 est déplacé de son emplacement 15 géographique initial à l'emplacement géographique pris auparavant par le noeud 305_ 5, et le noeud 305_5 est déplacé de son emplacement géographique initial à l'emplacement géographique pris auparavant par le noeud 305_ 3. La figure 5 illustre schématiquement une séquence d'étapes mises 20 en oeuvre pour effectuer une allocation des codes d'identification selon un mode de réalisation de l'invention. Dans cet exemple, les codes d'identification attribués s'agissent des adresses réseaux Comme illustré, dans une première étape (étape 500) l'adresse réseau et l'emplacement géographique de chaque élément 305 selon la 25 première configuration du cluster 300 illustrée sur la figure 4A, sont récupérés de la base de données 350. Dans l'étape suivante (étape 510) chaque adresse réseau est associée à l'emplacement géographique, selon la première configuration du cluster, de l'élément auquel est attribuée cette adresse réseau.

Suite à un changement de configuration du cluster (étape 520), d'une première configuration de cluster à une deuxième configuration de cluster, une étape de réallocation des adresses réseaux en fonction des emplacements géographiques des éléments est déclenchée. Ainsi, l'étape 530 a pour objet l'attribution à un élément du cluster situé, selon la deuxième configuration de cluster illustrée à la Figure 4B, à un emplacement géographique donné, de l'adresse réseau associée à cet emplacement géographique selon la première configuration de cluster. Dans cet exemple l'ancienne adresse réseau du noeud 305_1 est attribuée au noeud 315_1 qui remplace le noeud 305_1 puisque le noeud 315_1 est placé, dans la deuxième configuration de cluster au même emplacement géographique où a été situé le noeud 305_1 selon la première configuration de cluster. L'adresse réseau du noeud 305-5 selon la première configuration est attribuée au noeud 305-3 dans la deuxième configuration de cluster. De même, l'adresse réseau du noeud 305-3 selon la première configuration est attribuée au noeud 305-5 dans la deuxième configuration du cluster 300. Dans l'étape suivante (l'étape 540) l'identifiant de chaque élément, sa localisation géographique selon la deuxième configuration du réseau et son adresse réseau selon la deuxième configuration du réseau sont associés et enregistrés dans une deuxième base de données 355. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, chaque nom d'élément est associé à l'emplacement géographique de l'élément selon la première configuration du cluster. Ainsi dans l'exemple du changement de configuration du cluster illustrée sur les figures 4A et 4B l'ancien nom du noeud 305_1 est attribué au noeud 315_1 qui remplace le noeud 305_1 puisque le noeud 315_1 est placé, selon la deuxième configuration de cluster, au même emplacement géographique où a été situé le noeud 305_1 selon la première configuration du cluster. Le nom du noeud 305-5 selon la première configuration est attribué au noeud 305-3 dans la deuxième configuration de cluster. De même, le nom du noeud 305-3 selon la première configuration est attribué au noeud 305-5 dans la deuxième configuration du cluster 300. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, le nom et l'adresse réseau sont associés à l'emplacement géographique de l'élément selon la première configuration du cluster. Ainsi dans l'exemple du changement de la configuration de cluster illustré sur les figures 4A et 4B l'ancien nom du noeud 305_1 et l'ancienne adresse réseau du noeud 305_1 sont attribués au noeud 315_1 qui remplace le noeud 305_1 puisque le noeud 315_1 est placé selon la deuxième configuration de cluster au même emplacement géographique où a été situé le noeud 305_1 selon la première configuration du cluster. Le nom et l'adresse réseau du noeud 305-5 selon la première configuration sont attribués au noeud 305-3 dans la deuxième configuration de cluster. De même, le nom et l'adresse réseau du noeud 305-3 selon la première configuration sont attribués au noeud 305-5 dans la deuxième configuration du cluster 300.

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention le procédé peut comporter une étape de vérification du code d'identification et de l'emplacement géographique associé de chaque élément dans la deuxième configuration du cluster. Ainsi dans le cas où le code d'identification d'un élément placé à un emplacement géographique dans la deuxième configuration du cluster ne correspond pas au code d'identification associé à cet emplacement géographique selon la première configuration, ledit code d'identification peut être remplacé par le code d'identification associé à cet emplacement géographique selon la première configuration. De plus dans le cas où deux éléments sont placés au même emplacement géographique dans la deuxième configuration du cluster un message d'erreur peut être émis. Ensuite un code d'identification nouveau peut être attribué à un des éléments. Les algorithmes décrits en référence à la figure 5 sont mis en oeuvre dans des éléments ayant des capacités de traitement de données, typiquement des équipements tels que des noeuds dont l'architecture est similaire à celle 25 décrite en référence à la figure 2, par exemple le noeud de gestion 325. Naturellement, pour satisfaire des besoins spécifiques, une personne compétente dans le domaine de l'invention pourra appliquer des modifications dans la description précédente.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'allocation des codes d'identification aux éléments d'un cluster, chaque élément du cluster ayant au moins un code d'identification et un emplacement géographique, le procédé comportant les étapes suivantes : récupération, depuis une première base de données, d'un code d'identification et de l'emplacement géographique de chaque élément selon une première configuration du cluster ; association de chaque code d'identification à l'emplacement géographique de l'élément ayant ce code d'identification selon la première configuration; et suite à un changement de configuration de cluster d'une première configuration de cluster à une deuxième configuration de cluster : attribution à un élément placé, selon la deuxième configuration de cluster, à un emplacement géographique donné, le code d'identification associé, selon la première configuration, audit emplacement géographique ; et enregistrement pour chaque élément, de son emplacement 20 géographique selon la deuxième configuration du réseau et du code d'identification attribué.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le code d'identification associé à l'emplacement géographique d'un élément comprend 25 l'adresse réseau de l'élément.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le code d'identification associé à l'emplacement géographique d'un élément comprend le nom de l'élément. 30
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant en outre une étape de choix de critère pour choisir l'association desadresses réseaux ou des noms des éléments à leur emplacement géographique.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes selon lequel lesdits éléments du cluster sont des noeuds.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant en outre une étape de vérification du code d'identification et de l'emplacement géographique associé de chaque élément dans la deuxième configuration du cluster.
7. Procédé selon la revendication 6 comportant en outre dans le cas où le code d'identification d'un élément placé à un emplacement géographique dans la deuxième configuration ne correspond pas au code d'identification associé à cet emplacement géographique selon la première configuration, une étape de remplacement dudit code d'identification par le code d'identification associé audit emplacement géographique selon la première configuration.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7 comportant en outre, dans 20 le cas où deux éléments sont placés au même emplacement géographique, une étape d'émission d'un message d'erreur.
9. Programme d'ordinateur comprenant des instructions adaptées à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque 25 des revendications précédentes lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
10. Dispositif comprenant des moyens adaptés à la mise en oeuvre de chacune des étapes du procédé selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 8.