基于目标约束的分层动态负载均衡算法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２ ８卷 第 ３期 ２１ ０ １年 ３月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １ ２８ ．
Ｍ ａ ． ２０ｌ１ ｒ
基 于 目标 约 束 的 分层 动态 负载 均衡 算 法 木
层 负载均衡 机 制的有 效性 ， 明并设 计 了优 化方 案的 求解 算 法。仿 真 实验 结 果 显 示 ， 证 该分 层 负载 均衡 算法在 平
均响 应 时间 、 系统 吞 吐 量 方 面优 于 以 往 的 Ｒ Ａ 和 Ｄ Ａ。 Ｂ Ｂ
关键 词 ：网格计 算 ；负载 均衡 ；响应 时 间；约束优化
ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｃａ ｉ ｍ．Ｉ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｒ ｎ ｏ ｅ ｖｃ ｄ ｌ ｔ ｄ ｓ ｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ａａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｒｄ ｔｓ ｏ ｎ ｏ ｄ ｓａｅ ｏ ｅ ｏ ｒｅ ． ｔ ｎｒ ｕ ｅ ａ ｄ ｍ ｓ ｒ ｉｅ ｍｏ ｅ ｏ ｅ ｃ ｉ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅｉｔ ｆ ｇ ｉ ａ ｋ ｆ ｗ ａ ｄ ｌａ ｔｔ ｆ ｒｓ ｕ ｃ ｓ ｏ ｂ ｃ ｌ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｏ ｄ ａ ｔ ｔ ｏ ｅ ｏ ｎ ａ ａ ｃ ｄ ｌａ ｉ ｒｄ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ａ ｒ ｄ ｙ ａ ｃ ｌ ａ ｂ ｌｎｃｎ ｔａ ｔ ｅ ｌｗｉ ｈｅ ｐｒｂｌｍ ｆ ｕ ｂ ｌ ｎ ｅ ｏ ｄ ｎ ｇ ｉ ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ． ｒ ｓ ｎｅ ａ ｌｙｅｅ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｄ ａａ ｉ ｇ ｈ
胡志 刚 ，张艳 平
（ 中南大 学 信 息科 学与 工程 学院 ，长 沙 ４ ０ ８ ） １０ ３
摘 要 ：针对 网格环 境 下的 负载 不均 问题 ， 出 了一 种分层 动 态 负载 均衡 机 制 ， 机 制采 用随机 服 务模 型描 述 提 该
ห้องสมุดไป่ตู้
网格 任务 流特性 及其 资 源上的动 态 负载状 态 ， 站点 内负载 平衡 问题 归结 为 目标 约束规 划 问题 。理 论 分析 了分 将
虽 然 该 负 载 均 衡 算 法 具 有 很 好 的理 论 分 析 模 型 ， 其 前 提 条 件 但
（ 所有任务具有 相 同的执行 时 间） 于严 苛 ， 以在实 际系统 过 难
中 得 到 应 用 。为 此 ， ｈ ｋｌ 人 提 出 了一 个 改 进 的 随 机 过 Ｄ ａａ 等
ｓ ｏ ｓ ｍｅ ａ ｙ ｔ ｍ ｈｒ ｕ ｈ ｕ ． ｐ ｎ ｅ ｔ ｎｄ ｓ ｓｅ ｔ ｏ ｇ ｏ ｔ ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｇ ｉ ｏ ｄ ｒｄ ｃ ｍｐｕ ｉ ｔｎｇ；ｌａ ｌｎ ｉ ｇ；ｒ ｓ ｎ ｅ ｔｍｅ；ｃ ｎ ｔａｎ ｄ ｏ ｉ ｚ ｔ ｎ ｏ ｄ ｂａａ ｃ ｎ ｅ ｐｏ ｓ ｉ ｏ ｓｒ ｉｅ ｐｔｍｉａｉ ｏ
ａ ｌ ｓｓ ｓ ｗｓｔ ｅ ｅｆｃ ｉｅ ｅ ｓｏ ｅ ａ ｃ ｉａ ｏ ｄ ｂａａ ｃ ｎ ｅ ｈａ ｉｍ ｎ ｈ ｏ ｒｓ ｎ ｉ ｇ ｏ ｉ ｌａｇ ｒｔ ｍｓ Ｔ ｉ ｎａｙ ｉ ｈｏ ｈ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆｈｉｒ ｒ ｈｃ ｌｌａ ｌ ｎ ｉ ｇｍ ｃ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｐｏ ｄ ｎ ｐｔｍａ ｌｏ ｉｈ ． ｈｅｓｍｕ—
态负载变化 的情况 ， 依据其 预测结 果来 规划 负载分配方 案。 并
１ 问题 的提 出
网格 计 算 是 在 分 布 、 构 、 异 自治 的 网 格 环 境 下 构 建 虚 拟 组 织， 通过 其 内部 跨 自治域 的 资 源 共 享 和 协 作 ， 到 复 杂 应 用 中 达 对 大 规 模 计 算 能 力 的 需 求 。 网 格 各 站 点 的 处 理 能 力 和 容 量 不 均 衡 及 网格 环 境 具 有 资 源 可 用 性 不 确 定 、 务 能 力 异 构 性 、 服 高
Ｆ ｅ ｈ ｒｂｅ ｏ ａ ａａ ｃｎ ｒｕ ｏ ｌ ｅｒｄ ｃ ｄｔ ｅｐｏ ｌｍ ｆｏｊｃｉｅｃ ｎｔａｎ ｒｇａ ｎ ．Ｔ ｅｒｔ ａ ｈ ｎ，ｔｅｐｏ ｌｍ ｆ ｏ ｄｂ ｌｎ ｉｇｉ ｇｏ ｐｃ ｕｄｂ ｅ ｕ ｅ ｔ ｒｂｅ ｏ ｂｅ ｔ ｏ ｓｒｉｔｐｏ ｒｍｍｉｇ ｈ ｏｅｉ ｌ ｌ ｎ ｏｈ ｖ ｃ
中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ Ｐ ９ 文献 标志 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ —６ ５ ２ １ ） ３ １０ — ３ ０ １３ ９ （ ０ １ ０ — １５ ０
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —６ ５ ２ １ ．３ ０ ８ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １３ ９ ．０ ０ ．８ ｓ １
Ｏ ｊｃｉｅｃｎｔ ｉｅ ｉ ａｃ ｉａ ｙ ａ ｃｌａ ａ ｎ ｉｇａｇｒｈ ｂｅｔ —ｏ ｓ ａｎ ｄｈｅ ｒｈｃ ｌ ｎ ｍｉ ｏｄｂｌ ｃｎ ｌｏｉ ｍ ｖ ｒ ｒ ｄ ａ ｔ
Ｈ Ｕ Ｚｈ — ａ ｇ， ＺＨＡＮＧ ｎ— ｎｇ ｉｇ ｎ Ｙａ ｐｉ
（ｃｏｌｆｂ ｍ ｔ ｎＳｉ ｃ Ｅ ｇｎｅｉ Ｓｈ ｏ ｏ ￣ｒ ａｉ ｃ ｎｅ＆ ｎ ｉ ｒ ｇ，Ｃｎｒｌ ｏ ｔ Ｕ ｉ ｒｔ ｈ ｎｓａ４ ０ ８ ．Ｃ ｉａ ｏ ｅ ｅ ｎ ｅｔ ｕｈ ｎｖ ｓｙ，Ｃ ａｇｈ １０ ３ ｈｎ ） ａＳ ｅ ｉ
ｌ ｔｄ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ｔｔ ｒ ｐｏ ｅ ｌｏ ｉｈ ｕ ｐ ｒｏ ｍ ｈ ｘ ｓｉ ｇ ｏ ｅ ｕ ｈ ａ ａｅ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈａ ｈｅ ｐ ｏ ｓ ｄ ａｇ ｒｔ ｍｓ ｏ ｔ ｅｆ ｒ ｔ ｅ ｅ ｉｔｎ ｎ ｓ ｓ ｃ ｓ ＲＢＡ ，ＤＢＡ ｏ ｈｅ ａ ｐｅ ｔ ｆｍｅ ｎ ｒ— ｎ ｔ ｓ ｃｓ ｏ ａ ｅ
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １ ２８ ．
Ｍ ａ ． ２０ｌ１ ｒ
基 于 目标 约 束 的 分层 动态 负载 均衡 算 法 木
层 负载均衡 机 制的有 效性 ， 明并设 计 了优 化方 案的 求解 算 法。仿 真 实验 结 果 显 示 ， 证 该分 层 负载 均衡 算法在 平
均响 应 时间 、 系统 吞 吐 量 方 面优 于 以 往 的 Ｒ Ａ 和 Ｄ Ａ。 Ｂ Ｂ
关键 词 ：网格计 算 ；负载 均衡 ；响应 时 间；约束优化
ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｃａ ｉ ｍ．Ｉ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｒ ｎ ｏ ｅ ｖｃ ｄ ｌ ｔ ｄ ｓ ｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ａａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｒｄ ｔｓ ｏ ｎ ｏ ｄ ｓａｅ ｏ ｅ ｏ ｒｅ ． ｔ ｎｒ ｕ ｅ ａ ｄ ｍ ｓ ｒ ｉｅ ｍｏ ｅ ｏ ｅ ｃ ｉ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅｉｔ ｆ ｇ ｉ ａ ｋ ｆ ｗ ａ ｄ ｌａ ｔｔ ｆ ｒｓ ｕ ｃ ｓ ｏ ｂ ｃ ｌ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｏ ｄ ａ ｔ ｔ ｏ ｅ ｏ ｎ ａ ａ ｃ ｄ ｌａ ｉ ｒｄ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ａ ｒ ｄ ｙ ａ ｃ ｌ ａ ｂ ｌｎｃｎ ｔａ ｔ ｅ ｌｗｉ ｈｅ ｐｒｂｌｍ ｆ ｕ ｂ ｌ ｎ ｅ ｏ ｄ ｎ ｇ ｉ ｅ ｖ ｒ ｎ ｎ ． ｒ ｓ ｎｅ ａ ｌｙｅｅ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｄ ａａ ｉ ｇ ｈ
胡志 刚 ，张艳 平
（ 中南大 学 信 息科 学与 工程 学院 ，长 沙 ４ ０ ８ ） １０ ３
摘 要 ：针对 网格环 境 下的 负载 不均 问题 ， 出 了一 种分层 动 态 负载 均衡 机 制 ， 机 制采 用随机 服 务模 型描 述 提 该
ห้องสมุดไป่ตู้
网格 任务 流特性 及其 资 源上的动 态 负载状 态 ， 站点 内负载 平衡 问题 归结 为 目标 约束规 划 问题 。理 论 分析 了分 将
虽 然 该 负 载 均 衡 算 法 具 有 很 好 的理 论 分 析 模 型 ， 其 前 提 条 件 但
（ 所有任务具有 相 同的执行 时 间） 于严 苛 ， 以在实 际系统 过 难
中 得 到 应 用 。为 此 ， ｈ ｋｌ 人 提 出 了一 个 改 进 的 随 机 过 Ｄ ａａ 等
ｓ ｏ ｓ ｍｅ ａ ｙ ｔ ｍ ｈｒ ｕ ｈ ｕ ． ｐ ｎ ｅ ｔ ｎｄ ｓ ｓｅ ｔ ｏ ｇ ｏ ｔ ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｇ ｉ ｏ ｄ ｒｄ ｃ ｍｐｕ ｉ ｔｎｇ；ｌａ ｌｎ ｉ ｇ；ｒ ｓ ｎ ｅ ｔｍｅ；ｃ ｎ ｔａｎ ｄ ｏ ｉ ｚ ｔ ｎ ｏ ｄ ｂａａ ｃ ｎ ｅ ｐｏ ｓ ｉ ｏ ｓｒ ｉｅ ｐｔｍｉａｉ ｏ
ａ ｌ ｓｓ ｓ ｗｓｔ ｅ ｅｆｃ ｉｅ ｅ ｓｏ ｅ ａ ｃ ｉａ ｏ ｄ ｂａａ ｃ ｎ ｅ ｈａ ｉｍ ｎ ｈ ｏ ｒｓ ｎ ｉ ｇ ｏ ｉ ｌａｇ ｒｔ ｍｓ Ｔ ｉ ｎａｙ ｉ ｈｏ ｈ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆｈｉｒ ｒ ｈｃ ｌｌａ ｌ ｎ ｉ ｇｍ ｃ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｒｅ ｐｏ ｄ ｎ ｐｔｍａ ｌｏ ｉｈ ． ｈｅｓｍｕ—
态负载变化 的情况 ， 依据其 预测结 果来 规划 负载分配方 案。 并
１ 问题 的提 出
网格 计 算 是 在 分 布 、 构 、 异 自治 的 网 格 环 境 下 构 建 虚 拟 组 织， 通过 其 内部 跨 自治域 的 资 源 共 享 和 协 作 ， 到 复 杂 应 用 中 达 对 大 规 模 计 算 能 力 的 需 求 。 网 格 各 站 点 的 处 理 能 力 和 容 量 不 均 衡 及 网格 环 境 具 有 资 源 可 用 性 不 确 定 、 务 能 力 异 构 性 、 服 高
Ｆ ｅ ｈ ｒｂｅ ｏ ａ ａａ ｃｎ ｒｕ ｏ ｌ ｅｒｄ ｃ ｄｔ ｅｐｏ ｌｍ ｆｏｊｃｉｅｃ ｎｔａｎ ｒｇａ ｎ ．Ｔ ｅｒｔ ａ ｈ ｎ，ｔｅｐｏ ｌｍ ｆ ｏ ｄｂ ｌｎ ｉｇｉ ｇｏ ｐｃ ｕｄｂ ｅ ｕ ｅ ｔ ｒｂｅ ｏ ｂｅ ｔ ｏ ｓｒｉｔｐｏ ｒｍｍｉｇ ｈ ｏｅｉ ｌ ｌ ｎ ｏｈ ｖ ｃ
中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ Ｐ ９ 文献 标志 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ —６ ５ ２ １ ） ３ １０ — ３ ０ １３ ９ （ ０ １ ０ — １５ ０
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —６ ５ ２ １ ．３ ０ ８ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １３ ９ ．０ ０ ．８ ｓ １
Ｏ ｊｃｉｅｃｎｔ ｉｅ ｉ ａｃ ｉａ ｙ ａ ｃｌａ ａ ｎ ｉｇａｇｒｈ ｂｅｔ —ｏ ｓ ａｎ ｄｈｅ ｒｈｃ ｌ ｎ ｍｉ ｏｄｂｌ ｃｎ ｌｏｉ ｍ ｖ ｒ ｒ ｄ ａ ｔ
Ｈ Ｕ Ｚｈ — ａ ｇ， ＺＨＡＮＧ ｎ— ｎｇ ｉｇ ｎ Ｙａ ｐｉ
（ｃｏｌｆｂ ｍ ｔ ｎＳｉ ｃ Ｅ ｇｎｅｉ Ｓｈ ｏ ｏ ￣ｒ ａｉ ｃ ｎｅ＆ ｎ ｉ ｒ ｇ，Ｃｎｒｌ ｏ ｔ Ｕ ｉ ｒｔ ｈ ｎｓａ４ ０ ８ ．Ｃ ｉａ ｏ ｅ ｅ ｎ ｅｔ ｕｈ ｎｖ ｓｙ，Ｃ ａｇｈ １０ ３ ｈｎ ） ａＳ ｅ ｉ
ｌ ｔｄ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ｔｔ ｒ ｐｏ ｅ ｌｏ ｉｈ ｕ ｐ ｒｏ ｍ ｈ ｘ ｓｉ ｇ ｏ ｅ ｕ ｈ ａ ａｅ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈａ ｈｅ ｐ ｏ ｓ ｄ ａｇ ｒｔ ｍｓ ｏ ｔ ｅｆ ｒ ｔ ｅ ｅ ｉｔｎ ｎ ｓ ｓ ｃ ｓ ＲＢＡ ，ＤＢＡ ｏ ｈｅ ａ ｐｅ ｔ ｆｍｅ ｎ ｒ— ｎ ｔ ｓ ｃｓ ｏ ａ ｅ