Stéphane Domas

CRAC (Communication Routines for Asynchronous Computation) est un environnement de programmation/exécution distribué pour le calcul itératif asynchrone. Ses principes de bases sont les mêmes que Jace avec quelques fonctionnalités en plus/moins et surtout un codage en C++. J'ai commencé son développement début 2005 et les premiers tests sur des applications existantes ont pu être menés au premier semestre 2006. Depuis, CRAC est en phase de débogage et j'ajoute des fonctionnalités au fur et à mesure des tests applicatifs.

Les principales caractéristiques de CRAC sont les suivantes :

• il est totalement écrit en C++, donc plus performant de Jace mais pas pleinement portable,
• il a la même interface de programmation et la même sémantique des communications que Jace,
• il permet de créer une machine parallèle virtuelle distribuée et de lancer une application à partir d'une description XML des machines et des tâches à lancer,
• les machines sont organisées hiérarchiquement par "sites": un maître et des esclaves sur chaque site plus un super-maître qui chapeaute le tout,
• pour limiter l'utilisation de la bande passante entre les sites, les opérations globales (lancement des tâches, diffusion de données, détection de convergence, ...) utilisent cette hiérarchie,
• les machines d'un site avec des adresses privées peuvent être atteintes de manière transparente en désignant une machine relais dans le site,
• l'organisation et le fonctionnement du démon (création de tâches, thread d'envoi/réception, gestion des communications) sont pratiquement les mêmes que pour Jace.

Au niveau résultats, la dernière application testée avec CRAC avait déjà été implémentée en C avec MPICH-Madeleine. Sur un cluster local, on a constaté un écart de performance inférieur à 1% entre les deux versions. Le surcoût de CRAC est donc négligeable. D'autres tests ont eu lieu sur le réseau Grid'5000, avec 120 machines réparties sur 4 sites. La description de CRAC ainsi que les résultats de ces expériences sont présentés dans l'article   [ 1 ].

Jace (Java Asynchronous Computation Environment) est un environnement de programmation/exécution distribué pour le calcul itératif asynchrone. Son développement a commencé fin 2001, dans le cadre de la thèse de K. Mazouzi. La première version stable a vu le jour deuxième semestre 2003. Des tests de performance et applicatifs ont immédiatement suivi et les résultats ont été rapportés dans [ 4 ]. Depuis, Jace a servi de base à d'autres tests applicatifs et évolué dans ses fonctionnalités [ 2 ]  [ 3 ]

A notre connaissance, il s'agit du premier environnement capable de gérer correctement les mécanismes liés à une exécution d'itérations asynchrones. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :

• il est totalement écrit en Java, donc complètement portable,
• il permet de créer une machine parallèle virtuelle distribuée, composée de machines hétérogènes sur des sites distants,
• les tâches applicatives sont des threads créés par le démon et non un processus lourd comme en MPI.
• les calculs et les communications sont dans des threads différents,
• les communications sont basées sur plusieurs protocoles (RMI, Socket TCP/IP, NIO),
• la sémantique des communications est adaptée au passage de messages lors d'itérations asynchrones : envoi/réception non-bloquants, écrasement automatique d'anciennes occurrences d'un même message, ...
• les méthodes de communications permettent de développer des algorithmes itératifs asynchrones ET synchrones (par exemple, en vue de comparaisons),
• l'interface de programmation propose également des méthodes pour : détecter la convergence globale de manière décentralisée ou non, migrer un thread de calcul, obtenir des informations sur la machine virtuelle, ...
• un spawner et une console permettent de lancer facilement l'exécution d'une application, de la surveiller et même d'ajouter/enlever des noeuds/tâches de calcul.