Este documento describe las características de las multicomputadoras, incluyendo su organización de hardware, esquemas de conmutación, software de comunicación de bajo nivel y cómo se comunican los procesos entre CPUs distintas a través del envío de mensajes. También discute soluciones para problemas como la copia excesiva de paquetes y la asignación de recursos de red entre procesos.

1. Multicomputadoras
Parte 1

2. Multicomputadoras
Expositor Julio Adalberto Gómez

3. Multicomputadores
CPU con acoplamiento fuerte que no comparten memoria.
Todas las CPUs comparten una memoria común. Los procesos pueden escribir mensajes en la memoria, para que después otros procesos los lean. La sincronización se puede realizar mediante el uso de mutexes, semáforos, monitores y otras técnicas.

4. multicomputadores
•Contratiempo
•Posible soluciones
•Construcción
•Objetivo

5. Organización de hardware

6. Tecnología de interconexión:
•topología de estrella.
•Anillo
•rejilla o malla (diseño bidimensional)
•Una variante de la malla es el doble toroide

7. Esquemas de conmutación
•Paquetes
Almacenamiento de conmutación de paquetes y retransmisión
•conmutación de circuitos
•Interfaces de red:

8. Muchas tarjetas de interfaz contienen una CPU completa, posiblemente además de uno o más canales de DMA. A estas CPUs se les conoce como procesadores de red y se están haciendo cada vez más potentes

9. Hardware de una multicomputadora

10. El nodo básico de una multicomputadora consiste en:
•Una CPU
•La memoria RAM
•Una interfaz de red y
•algunas veces un disco duro

11. Software de comunicación de bajo nivel
EXPOSITOR LUIS TIU

12. Software de comunicación de bajo nivel:
The Enemy el enemigo es el copiado de paquetes en exceso.
En el mejor de los casos:
•Copia RAMo – NICo
•Copia NICo – NICd
•Copia NICd - RAMd

13. Software de comunicación de bajo nivel:
En el peor de los casos:
•La NIC se asigna al espacio de direcciones virtuales del kernel y no al espacio del usuario.
○El kernel no sabe dónde colocar los paquetes nuevos.
○Podría copiar todos los paquetes como medida de respaldo.
○Solo puede enviar un paquete a la vez.
•

14. Software de comunicación de bajo nivel:
•Solución se signan las NIC’s al espacio de direcciones del usuario, no involucra al kernel y coloca directamente en la NIC.
○1er. Problema: Si el sistema asigna el acceso de la NIC a un solo proceso y no a los demás?
○2do. Problema: Qué pasa si A tiene asignada la NIC en su espacio de direcciones y llega B quien es ajeno? no se compartirán los recursos entre sí (teoría de hilos).

15. Software de comunicación de bajo nivel:
○1era. Solución: Asignar la NIC a todos los procesos que la necesiten.
○3er. Problema: Qué pasa si la NIC del host esta compartida virtualmente?
○2da. Solución: Implementar una segunda NIC en el host para virtualización.

16. Software de comunicación de bajo nivel:
Otras soluciones:
○3ra. Solución: utilizar el chip de DMA para copiar los paquetes de la RAM.(Problema, el chip utiliza solo direcciones físicas y no virtuales)
○4ta. Solución no hacer llamadas al S.O para asignar direcciones físicas a las virtuales, únicamente hacer llamadas para marcar y desmarcar paginas en la memoria, indicando que no se pueden paginar temporalmente. Para los pequeños genera una sobrecarga.

17. Cómo se comunican los procesos en distintas CPU’s en una multi computadora?

18. Cómo se comunican los procesos en distintas CPU’s en una multi computadora?
Se envían mensajes entre sí, en su forma más simple.
El servicio de comunicación se podría minimizar a dos llamadas:
•send(dest, &mptr); dest = destino
•receive(direc, &mptr); mptr = *message

19. Pero como se manejan las direcciones en múltiples CPU’s?
El addr puede ser compuesto por dos partes:
•No. De CPU
•No. De proceso o de puerto en la CPU remota.

20. Comparación entre llamadas con bloqueo y sin bloqueo (Comunicación a nivel de usuario)

21. Comparación entre llamadas con bloqueo y sin bloqueo (Comunicación da nivel de usuario)
Las llamadas send y receive son síncronas o llamadas con bloqueo.
Se bloquea el proceso emisor para la instrucción siguiente.
Una alternativa sería el uso de llamadas sin bloqueo, a las que se les conoce como llamadas asíncronas

22. Ejemplo de llamada sin bloqueo
Por ejemplo el procedimiento send sin bloqueo, devuelve de inmediato el control al proceso que hizo la llamada, antes de enviar el mensaje.

23. Consecuencias de llamadas asincronas
•El emisor no puede modificar el búfer del mensaje sino hasta que se haya enviado el mensaje.
•Es horrible contemplar las consecuencias de una sobre escritura del mensaje durante la transmisión.
•El proceso emisor no tiene idea de cuando terminara la transmisión.

24. La mejor solución para llamadas asíncronas
5ta. Solución:
La llegada del mensaje provoca la creación de un hilo emergente en el espacio de direcciones del proceso receptor. Este hilo ejecutará un proceso cuyo parámetro será un apuntador al mensaje anterior, luego se destruirá automáticamente cuando se termine el envío.

25. 6ta. Solución:
Es una variante de la anterior es ejecutar el código del receptor directamente en el manejador de interrupciones y cada mensaje llevará la dirección del manejador, pero para esto debe existir confianza entre emisores y receptores.

26. Ventajas:
•Mensajes activos = No se necesita copia, la recepción es directa desde la NIC hacia el manejador.
•Facilita crear un hilo emergente

27. Gracias por su atencion!!