Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
docs: fix broken links
[simgrid.git] / docs / source / platform_howtos.rst
1 .. _platform:
2
3 .. raw:: html
4
5    <object id="TOC" data="graphical-toc.svg" width="100%" type="image/svg+xml"></object>
6    <script>
7    window.onload=function() { // Wait for the SVG to be loaded before changing it
8      var elem=document.querySelector("#TOC").contentDocument.getElementById("PlatformBox")
9      elem.style="opacity:0.93999999;fill:#ff0000;fill-opacity:0.1;stroke:#000000;stroke-width:0.35277778;stroke-linecap:round;stroke-linejoin:round;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-dashoffset:0;stroke-opacity:1";
10    }
11    </script>
12    <br/>
13    <br/>
14
15 Modeling Hints
16 ##############
17
18 There is no perfect model, but only models that are adapted to the
19 specific study that you want to do. SimGrid provide several advanced
20 mechanisms that you can adapt to model the situation that you are
21 interested into, and it is often uneasy to see where to start with.
22 This page collects several hints and tricks on modeling situations.
23 Even if you are looking for a very advanced, specific use case, these
24 examples may help you to design the solution you need.
25
26 Doing Science with SimGrid
27 **************************
28
29 Many users are using SimGrid as a scientific instrument for their
30 research. This tool was indeed invented to that extend, and we strive
31 to streamline this kind of usage. But SimGrid is no magical tool, and
32 it is of your responsability that the tool actually provides sensible
33 results. Fortunately, there is a vast literature on how to avoid
34 Modeling & Simulations pitfalls. We review here two particular works.
35
36 In `An Integrated Approach to Evaluating Simulation Credibility
37 <http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a405051.pdf>`_, the authors
38 provide a methodology enabling the users to increase their confidence
39 in the simulation tools they use. First of all, you must know what you
40 actually expect to discover whether the tool actually covers your
41 needs. Then, as they say, "a fool with a tool is still a fool", so you
42 need to think about your methodology before you submit your articles.
43 You really should read this article, that contains many other
44 interesting advices.
45
46 `Seven Pitfalls in Modeling and Simulation Research
47 <https://dl.acm.org/citation.cfm?id=2430188>`_ is even more
48 specific. Here are the listed pitfalls: (1) Don't know whether it's
49 modeling or simulation, (2) No separation of concerns, (3) No clear
50 scientific question, (4) Implementing everything from scratch, (5)
51 Unsupported claims, (6) Toy duck approach, and (7) The tunnel view. As
52 you can see, this article is a must read. It's a pitty that it's not
53 freely available, though.
54
55 .. _howto_churn:
56
57 Modeling Churn in P2P
58 *********************
59
60 One of the biggest challenges in P2P settings is to cope with the
61 churn, meaning that resources keep appearing and disappearing. In
62 SimGrid, you can always change the state of each host manually, with
63 eg :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::turn_on`. To reduce the burden when
64 the churn is high, you can also attach a **state profile** to the host
65 directly.
66
67 This is not possible from S4U yet (TODO), and you should use the
68 ``state_file`` attribute of :ref:`pf_tag_host`, :ref:`pf_tag_cluster`
69 or :ref:`pf_tag_link`.
70
71 Every lines (but the last) of such files describe timed events with
72 the form "date value". Example:
73
74 .. code-block:: python
75                 
76    1 0
77    2 1
78    LOOPAFTER 8
79
80 - At time t=1, the host is turned off (value 0 means OFF)
81 - At time t=2, it is turned back on (other values means ON)
82 - At time t=10, the history is reset (because that's 8 seconds after
83   the last event). So the host will be turned off again at t=11.
84
85 If your trace does not contain a LOOPAFTER line, then your profile is
86 only executed once and not repetitively.
87
88 .. _howto_multicore:
89
90 Modeling Multicore Machines
91 ***************************
92
93 Default Model
94 =============
95
96 Multicore machines are very complex, and there is many way to model
97 them. The default models of SimGrid are coarse grain and capture some
98 elements of this reality. Here is how to declare simple multicore hosts:
99
100 .. code-block:: xml
101                 
102    <host id="mymachine" speed="8Gf" core="4"/>
103
104 It declares a 4-cores host called "mymachine", each core computing 8
105 GFlops per second. If you put one activity of 8 GFlop on this host, it
106 will be computed in 1 second (by default, activities are
107 single-threaded and cannot leverage the computing power of more than
108 one core). If you put two of them together, they will still be
109 computed in one second, and so on up to 4 tasks. If you put 5 tasks,
110 they will share the total computing resource, and all tasks will be
111 computed at 5/4 = 1.25 second. That's a very simple model, but that's
112 all what you will get by default from SimGrid.
113
114 Pinning tasks to cores
115 ======================
116
117 The default model does not account for task pinning, where you
118 manually select on which core each of the existing activity should
119 execute. The best solution to model this is probably to model your
120 4-core processor as 4 separte hosts, and assigning the activities to
121 cores by migrating them to the declared hosts. In some sense, this 
122 takes the whole Network-On-Chip idea really seriously.
123
124 Some extra complications may arise here. If you have more tasks than
125 cores, you'll have to `schedule your tasks
126 <https://en.wikipedia.org/wiki/Scheduling_%28computing%29#Operating_system_process_scheduler_implementations)>`_
127 yourself on the cores (so you'd better avoid this complexity). Since
128 you cannot have more than one network model in a given SimGrid
129 simulation, you will end up with a TCP connexion between your cores. A
130 possible work around is to never start any simulated communication
131 between the cores and have the same routes from each core to the
132 rest of the external network.
133
134 Modeling a multicore CPU as a set of SimGrid hosts may seem strange
135 and unconvincing, but some users achieved very realistic simulations
136 of multi-core and GPU machines this way.
137
138 Modeling machine bootup and shutdown periods
139 ********************************************
140
141 When a physical host boots up, a lot of things happen. It takes time
142 during which the machine is not usable but dissipates energy, and
143 programs actually die and restart during a reboot. Since there is many
144 ways to model it, SimGrid does not do any modeling choice for you but
145 the most obvious ones.
146
147 Any actor (or process in MSG) running on an host that is shut down
148 will be killed and all its activities (tasks in MSG) will be
149 automatically canceled. If killed the actor was marked as
150 auto-restartable (with
151 :cpp:func:`simgrid::s4u::Actor::set_auto_restart` or with
152 :cpp:func:`MSG_process_auto_restart_set`), it will start anew with the
153 same parameters when the host boots back up.
154
155 By default, shutdowns and bootups are instantaneous. If you want to
156 add an extra delay, you have to do that yourself, for example from an
157 `controler` actor that runs on another host. The best way to do so is
158 to declare a fictionous pstate where the CPU delivers 0 flop per
159 second (so every activity on that host will be frozen when the host is
160 in this pstate). When you want to switch the host off, your controler
161 switches the host to that specific pstate (with
162 :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::set_pstate`), waits for the amount of
163 time that you decided necessary for your host to shut down, and turns
164 the host off (with :cpp:func:`simgrid::s4u::Host::turn_off`). To boot
165 up, switch the host on, go into the specific pstate, wait a while and
166 go to a more regular pstate.
167
168 To model the energy dissipation, you need to put the right energy
169 consumption in your startup/shutdown specific pstate. Remember that
170 the energy consumed is equal to the instantaneous consumption
171 multiplied by the time in which the host keeps in that state. Do the
172 maths, and set the right instantaneous consumption to your pstate, and
173 you'll get the whole boot period to consume the amount of energy that
174 you want. You may want to have one fictionous pstate for the bootup
175 period and another one for the shutdown period.
176
177 Of course, this is only one possible way to model these things. YMMV ;)
178