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Reports
Towards Scalable, Accurate, and Usable Simulations of Distributed Applications and Systems
Olivier Beaumont
1, 2
Laurent Bobelin
3
Henri Casanova
4
Pierre-Nicolas Clauss
5
Bruno Donassolo
6
Lionel Eyraud-Dubois
1, 2
Stéphane Genaud
7
Sascha Hunold
3
Arnaud Legrand
8, 3
Martin Quinson
5
Cristian Rosa
5
Lucas Schnorr
3, 9
Mark Stillwell
10, 11
Frédéric Suter
12
Christophe Thiery
5
Pedro Velho
3
Jean-Marc Vincent
3
Young Won
1, 2
1
CEPAGE - Algorithmics for computationally intensive applications over wide scale distributed platforms
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Inria Bordeaux - Sud-Ouest, École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5800
3
MESCAL - Middleware efficiently scalable
Inria Grenoble - Rhône-Alpes, LIG - Laboratoire d'Informatique de Grenoble [2007-2015]
5
ALGORILLE - Algorithms for the Grid
INRIA Lorraine, LORIA - Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications
11
GRAAL - Algorithms and Scheduling for Distributed Heterogeneous Platforms
Inria Grenoble - Rhône-Alpes, LIP - Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme
Olivier Beaumont 1, 2
Mail :
Author IdHAL : olivier-beaumont ORCID : https://orcid.org/0000-0003-2741-6228
Laurent Bobelin 3
Mail :
Author Employer institution : Université Joseph Fourier - Grenoble 1
Henri Casanova 4
Mail :
Author
Pierre-Nicolas Clauss 5
Mail :
Author Employer institution : Université Henri Poincaré - Nancy 1
Bruno Donassolo 6
Author Employer institution : Universidade Federal do Rio Grande do Sul [Porto Alegre]
Lionel Eyraud-Dubois 1, 2
Mail :
Author IdHAL : lioneleyraud-dubois ORCID : https://orcid.org/0000-0003-2475-3309
Stéphane Genaud 7
Mail :
Author
Sascha Hunold 3
Author Employer institution : Université de Reims Champagne-Ardenne
Arnaud Legrand 8, 3
Mail :
Author Employer institution : Centre National de la Recherche Scientifique IdHAL : arnaud-legrand ORCID : https://orcid.org/0000-0002-8415-1046
Martin Quinson 5
Mail : Site :
Author Employer institution : Université de Lorraine IdHAL : martin-quinson
Cristian Rosa 5
Mail :
Author
Lucas Schnorr 3, 9
Mail :
Author Employer institution : Centre National de la Recherche Scientifique
Mark Stillwell 10, 11
Mail :
Author Employer institution : Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique
Frédéric Suter 12
Mail :
Author Employer institution : Centre National de la Recherche Scientifique
Christophe Thiery 5
Mail :
Author
Pedro Velho 3
Mail :
Author Employer institution : Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique IdHAL : pedro-velho IdRef : https://www.idref.fr/154910430
Jean-Marc Vincent 3
Mail :
Author Employer institution : Université Joseph Fourier - Grenoble 1
Young J. Won 1, 2
Author
1
CEPAGE - Algorithmics for computationally intensive applications over wide scale distributed platforms (Inria Bordeaux - France)
- Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (351 cours de la Libération - 33405 Talence cedex - France)
- Inria Bordeaux - Sud-Ouest (200, avenue de la Vieille Tour,
33405 Talence - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB) (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5800 (France)
2
LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (Domaine Universitaire 351, cours de la Libération 33405 Talence Cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5800 (France)
- École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB) (France)
- Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (351 cours de la Libération - 33405 Talence cedex - France)
- Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2 (146 rue Léo Saignat - 33076 Bordeaux cedex - France)
3
MESCAL - Middleware efficiently scalable (Inria Grenoble - Rhône-Alpes 655 avenue de l'Europe - Montbonnot 38334 Saint Ismier Cedex - France)
- Inria Grenoble - Rhône-Alpes (Inovallée
655 avenue de l'Europe
38330 Montbonnot - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- LIG - Laboratoire d'Informatique de Grenoble [2007-2015] (UMR 5217 - Laboratoire LIG - Bâtiment IMAG - 700 avenue Centrale - Domaine Universitaire de Saint-Martin-d’Hères
Adresse postale : CS 40700 - 38058 Grenoble cedex 9 - France
Tél. : 04 57 42 14 00 - France)
- UPMF - Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (BP 47 - 38040 Grenoble Cedex 9 - France)
- UJF - Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (BP 53 - 38041 Grenoble Cedex 9 - France)
- Grenoble INP - Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (46 avenue Félix Viallet 38031 Grenoble Cedex 1 - France)
- INPG - Institut National Polytechnique de Grenoble (46 avenue Félix Viallet 38031 Grenoble Cedex 1 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5217 (France)
4
CoRG - Concurrency Research Group (2500 Campus Road * Honolulu, HI 96822 - United States)
- UHM - University of Hawai‘i [Mānoa] (1890 East-West Rd, Honolulu, HI 96822 University of Hawaii at Manoa - United States)
5
ALGORILLE - Algorithms for the Grid (France)
- INRIA Lorraine (615 rue du Jardin Botanique 54600 Villers-lès-Nancy - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- LORIA - Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (Campus Scientifique BP 239 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- UHP - Université Henri Poincaré - Nancy 1 (24-30 rue Lionnois, BP 60120, 54 003 NANCY cedex, France - France)
- Université Nancy 2 (91 avenue de la Libération, BP 454, 54001 Nancy cedex - France)
- INPL - Institut National Polytechnique de Lorraine (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7503 (France)
6
UFRGS - Instituto de Informática da UFRGS (Reitoria, Av. Paulo Gama 110 - Porto Alegre/RS - Brazil)
- UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul [Porto Alegre] (Av. Paulo Gama, 110 - Bairro Farroupilha - Porto Alegre - Rio Grande do Sul - Brazil)
7
LSIIT / ICPS - Laboratoire de Sciences de l'Image, de l'Informatique et de la Télédétection, équipe ICPS (Bd S. Brant 67412 Illkirch - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7005 (France)
8
LIG - Laboratoire d'Informatique de Grenoble [2007-2015] (UMR 5217 - Laboratoire LIG - Bâtiment IMAG - 700 avenue Centrale - Domaine Universitaire de Saint-Martin-d’Hères
Adresse postale : CS 40700 - 38058 Grenoble cedex 9 - France
Tél. : 04 57 42 14 00 - France)
- UPMF - Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (BP 47 - 38040 Grenoble Cedex 9 - France)
- UJF - Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (BP 53 - 38041 Grenoble Cedex 9 - France)
- Grenoble INP - Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (46 avenue Félix Viallet 38031 Grenoble Cedex 1 - France)
- INPG - Institut National Polytechnique de Grenoble (46 avenue Félix Viallet 38031 Grenoble Cedex 1 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5217 (France)
9
GPPD - Grupo de Processamento Paralelo e Distribuído (Instituto de Informática Universidade Federal do Rio Grande do Sul Caixa Postal 15064 91501-970 Porto Alegre - RS - Brasil Fone +55 (51) 3308 6161 Fax +55 (51) 3308 7308 - Brazil)
- UFRGS (France)
10
LIP - Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (46 Allée d'Italie 69364 LYON CEDEX 07 - France)
- ENS Lyon - École normale supérieure - Lyon (15 parvis René Descartes - BP 7000 - 69342 Lyon Cedex 07 - France)
- UCBL - Université Claude Bernard Lyon 1 (43, boulevard du 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne cedex - France)
- Université de Lyon (92 rue Pasteur - CS 30122, 69361 Lyon Cedex 07 - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- Université de Lyon (92 rue Pasteur - CS 30122, 69361 Lyon Cedex 07 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5668 (France)
11
GRAAL - Algorithms and Scheduling for Distributed Heterogeneous Platforms (ENS Lyon, 46 allée d'Italie, 69364 LYON cedex 07 France - France)
- Inria Grenoble - Rhône-Alpes (Inovallée
655 avenue de l'Europe
38330 Montbonnot - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- LIP - Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (46 Allée d'Italie 69364 LYON CEDEX 07 - France)
- ENS Lyon - École normale supérieure - Lyon (15 parvis René Descartes - BP 7000 - 69342 Lyon Cedex 07 - France)
- UCBL - Université Claude Bernard Lyon 1 (43, boulevard du 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne cedex - France)
- Université de Lyon (92 rue Pasteur - CS 30122, 69361 Lyon Cedex 07 - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- Université de Lyon (92 rue Pasteur - CS 30122, 69361 Lyon Cedex 07 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5668 (France)
12
CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3 (Domaine scientifique de La Doua
43 bd du 11 Novembre 1918
69622 Villeurbanne Cedex - France)
Abstract : The study of parallel and distributed applications and platforms, whether in the cluster, grid, peer-to-peer, volunteer, or cloud computing domain, often mandates empirical evaluation of proposed algorithm and system solutions via simulation. Unlike direct experimentation via an application deployment on a real-world testbed, simulation enables fully repeatable and configurable experiments that can often be conducted quickly for arbitrary hypothetical scenarios. In spite of these promises, current simulation practice is often not conducive to obtaining scientifically sound results. State-of-the-art simulators are often not validated and their accuracy is unknown. Furthermore, due to the lack of accepted simulation frameworks and of transparent simulation methodologies, published simulation results are rarely reproducible. We highlight recent advances made in the context of the SimGrid simulation framework in a view to addressing this predicament across the aforementioned domains. These advances, which pertain both to science and engineering, together lead to unprecedented combinations of simulation accuracy and scalability, allowing the user to trade off one for the other. They also enhance simulation usability and reusability so as to promote an Open Science approach for simulation-based research in the field.
Résumé : L'étude de systèmes et applications parallèles et distribués, qu'il s'agisse de clusters, de grilles, de systèmes pair-à-pair de volunteer computing, ou de cloud, demandent souvent l'évaluation empirique par simulation des algorithmes et solutions proposés. Contrairement à l'expérimentation directe par déploiement d'applications sur des plates-formes réelles, la simulation permet des expériences reproductibles pouvant être menée rapidement sur n'importe quel scénario hypothétique. Malgré ces avantages théoriques, les pratiques actuelles en matière de simulation ne permettent souvent pas d'obtenir des résultats scientifiquement éprouvés. Les simulateurs classiques sont trop souvent validés et leur réalisme n'est pas démontré. De plus, le manque d'environnements de simulation communément acceptés et de méthodologies classiques de simulation font que les résultats publiés grâce à cette approche sont rarement reproductibles par la communauté. Nous présentons dans cet article les avancées récentes dans le contexte de l'environnement SimGrid pour répondre à ces difficultés. Ces avancées, comprenant à la fois des aspects techniques et scientifiques, rendent possible une combinaison inégalée de réalisme et précision de simulation et d'extensibilité. Cela permet aux utilisateurs de choisir le grain des modèles utilisés pour ses simulations en fonction de ses besoins de réalisme et d'extensibilité. Les travaux présentés ici améliorent également l'utilisabilité et la réutilisabilité de façon à promouvoir l'approche d'Open Science pour les recherches basées sur la simulation dans notre domaine.
Document type :
Reports
Complete list of metadatas
https://hal.inria.fr/inria-00631141
Contributor : Martin Quinson <>
Submitted on : Tuesday, October 11, 2011 - 5:18:47 PM
Last modification on : Friday, July 3, 2020 - 4:48:20 PM
Document(s) archivé(s) le : Tuesday, November 13, 2012 - 4:26:22 PM
Contributor : Martin Quinson <>
Submitted on : Tuesday, October 11, 2011 - 5:18:47 PM
Last modification on : Friday, July 3, 2020 - 4:48:20 PM
Document(s) archivé(s) le : Tuesday, November 13, 2012 - 4:26:22 PM
File
RR-7761.pdf
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Identifiers
- HAL Id : inria-00631141, version 1
Collections
IN2P3 | ENS-LYON | CNRS | INRIA | LIG | LIP | LABRI | UNIV-BORDEAUX | INRIA-RRRT | GRID5000 | UGA | LARA | LORIA | UNIV-LORRAINE | UNIV-LYON1 | UDL | SILECS
Citation
Olivier Beaumont, Laurent Bobelin, Henri Casanova, Pierre-Nicolas Clauss, Bruno Donassolo, et al.. Towards Scalable, Accurate, and Usable Simulations of Distributed Applications and Systems. [Research Report] RR-7761, INRIA. 2011, pp.36. ⟨inria-00631141⟩
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