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TU Berlin

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Thema:
Parallel Discrete Event Simulation on a Multicomputer applied to Network Performance Evaluation
Bearbeiter:
Daniel Teckentrup
Aufgabenstellung:
Simulationen sind heute ein unverzichtbares Mittel in der Bearbeitung hochkomplexer Fragestellungen. Mit der Zunahme der Komplexität geht allerdings auch eine Erhöhung des Ressourcenbedarfs einher, der durch einfache Workstations und SMP-Rechner nicht mehr bewältigt werden kann. Somit ist eine Bearbeitung auf verteilten, parallelen Systemen, wie sie Clustersysteme darstellen, notwendig. Heutige aktuelle Clustersysteme mit ihren schnellen Kommunikationsnetzwerken und die Eigenschaften bestimmter Simulationstypen, die die notwendige Verteilung unterstützen, bieten hier die Möglichkeit auch umfangreiche und komplexe Simulationsanwendung bearbeiten zu können. Dies gilt auch für Discrete Event Simulation (DES) wie sie zum Beispiel in Netzwerksimulationen Verwendung findet. Hier kann sogar aufgrund großer Datenmengen und komplexer Netzwerke durch Parallelisierung ein signifikanter Performance-Gewinn gegenüber SMP-Rechnern erzielt werden. Es existieren unterschiedliche Verfahren, diese Art von Simulationen in verteilten oder parallelen Systemen durchzuführen. Jedoch gibt es bis jetzt keine Ansätze, parallele DES auf SCI-gekoppelten Clustersystemen, die sowohl Message Passing als auch Distributed Shared Memory unterstützen, zu realisieren. In dieser Diplomarbeit soll am Beispiel des Netzwerksimulators NS-2 ein Konzept entwickelt werden, wie auf SCI-basierten Systemen parallele DES sinnvoll implementiert werden kann. Hierzu sind unterschiedliche Modelle der parallelen Simulation (z.B. optimistisch, pessimistisch) auf ihre Eignung in dem speziellen Umfeld SCI zu untersuchen. Basierend auf diesen Vorüberlegungen soll eine der beiden möglichen Kommunikationsverfahren (Message Passing, Shared Memory) ausgewählt und prototypisch auf Basis des NS-2 implementiert werden. Da die bisherige Implementierung des Netzwerksimulators ausschließlich sequentiell implementiert ist, ist eine Verteilung der Eingabe (Netzwerkbeschreibung) vorzunehmen, wobei jedoch auf bestehende Implementierungen einer IP-basierten verteilten Version des NS-2 (PDNS) zurückgegriffen werden kann. Hierbei wurde die Syntax der Beschreibungssprache erweitert, um die Verteiltheit des Systems zu unterstützen. Zudem steht ein Tool zur Partitionierung von sequentiellen Netzwerkbeschreibungen für den PDNS zur Verfügung. Die Diplomarbeit soll als Ausgangsbasis für weitere Arbeit auf dem Gebiet der verteilten Simulationen, insbesondere Monitoring von
Simulationsteilen und Lastausgleich, dienen.

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