一种可适应的分布式动态负载平衡策略及其仿真

工作在多用户方式下的大规模并行处理系统，如何保持其资源的有效利用率，缩短任务的响应时间，需要动态负载平衡技术的支持。本文提出并讨论了一种可适应的分布式动态负载平衡策略ＡＲＩＤ，描述了该方法的原理和负载平衡控制协议，分析了该方法的通信开销，以及对系统加速比、任务平均响应时间和系统稳定性的影响，最后，对该方法进行了仿真研究，并与其它动态负载平衡策略作了比较。     

数据中心网络负载均衡问题研究

数据中心网络是现代网络和云计算的重要基础设施,实现数据中心网络负载均衡是保证网络吞吐并提高服务体验的关键环节.首先分析了数据中心网络与传统互联网之间的区别,总结其特点及特殊性在负载均衡方案设计方面的优势.然后从数据中心的复杂性和多样性角度分析其负载均衡方案设计所面临的挑战.将现有数据中心网络负载均衡方案根据不同的实现层次从网络层、传输层、应用层和综合方案四个角度进行分析,对比各个方案的优缺点,并从控制结构、负载均衡粒度、拥塞感知机制、负载均衡策略、可扩展性和部署难度几个方面进行综合评价.最后对现有数据中心网络负载均衡方案进行总结,并指出未来可能的研究方向.     

An adaptive load balancing management technique for RFID middleware systems

In recent years, Radio Frequency Identification (RFID) industries have taken a great interest in utilizing the benefits of RFID for supply chain management, inventory control and various other applications. This paper proposed an adaptive load balancing technique for RFID middleware systems to meet the demands of scalability and heterogeneity. First, we explored five basic load balancing policies, namely, information policy, job selection policy, transfer policy, initiation policy and location policy. Eighteen load balancing schemes were then proposed for RFID middleware systems that were combinations of various types of the five basic load balancing policies. Our empirical study suggested that these load balancing strategies performed differently under different workload statuses. Finally, an adaptive load balancing strategy was proposed. The load balancing schemes and the proposed adaptive load balancing strategy have been implemented in the RFID Middleware Load Management System (RM‐LMS). Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种网格环境下的动态负载均衡机制

负载均衡机制有利于提高广域分布式环境中资源共享和协同工作的效率。根据网格系统的特点,采用灰色预测方法,设计了一种动态资源负载均衡机制,给出了预测模型和实时预测策略以及基于该机制的负载均衡算法。该资源负载均衡机制具有以下特点：可在较小的开销下取得满意的负载均衡性能,具有网格环境下的可扩展性,能够适应网格资源动态变化的特性,解决资源发现过程中的负载均衡 问题。     

Customized Dynamic Load Balancing for a Network of Workstations

Load balancing involves assigning to each processor work proportional to its performance, thereby minimizing the execution time of a program. Although static load balancing can solve many problems (e.g., those caused by processor heterogeneity and nonuniform loops) for most regular applications, the transient external load due to multiple users on a network of workstations necessitates a dynamic approach to load balancing. In this paper we show that different load balancing schemes are best for different applications under varying program and system parameters. Therefore, application-driven customized dynamic load balancing becomes essential for good performance. We present a hybrid compile-time and run-time modeling and decision process which selects (customizes) the best scheme, along with automatic generation of parallel code with calls to a run-time library for load balancing.     

集群动态负载平衡系统的性能评价

该文使用随机Petri网对集群动态负载平衡系统建立了一个抽象模型．通过细化模型中的节点本地处理部分对5种动态负载平衡算法的性能进行了分析，并讨论了集群负载特性对动态负载平衡系统性能的影响，最后得出的主要结论有：(1)动态负载平衡算法可以取得比静态负载平衡算法更好的性能；(2)与传统的只考虑CPU就绪队列的负载平衡算法相比，考虑了各种I／O请求队列的负载平衡算法可以取得更好的性能；(3)即使在极端的集群负载特性中。集群动态负载平衡算法仍然能取得比较理想的性能，因此实现即使是十分简单的集群动态负载平衡系统也是很有必要的。     

基于Petri网的集群应用系统性能评价

利用随机Petri网理论给出了一个集群应用软件负载平衡系统的抽象模型,通过细化其中的本地节点处理部分对3种集群动态负载平衡的调度策略和应用系统体系结构对负载平衡系统的影响进行了分析,得到了一些对大部分应用系统的设计起到指导作用的结论.这些结论是:(1)无论是静态负载平衡还是动态负载平衡都能提高集群系统的性能,动态负载平衡会得到更好的性能;(2)在动态负载平衡算法中除了要考虑系统中最重要的等待队列--应用队列外,还要考虑数据库队列;(3)异步体系架构将任务切分到各处理子系统中,有助于将各子系统负载数据综合到负载向量中,能够更准确地衡量系统负载、提高负载平衡系统的性能,优于同步体系结构.     

一种自适应的网络代理集群负载均衡策略

现有动态负载均衡策略难以有效应用于任务资源需求特征动态多变、资源需求信息难以准确获取的网络代理集群中,为解决该问题,提出一种适用于网络代理集群的自适应负载均衡策略。该策略的负载模型可以随任务资源需求特征的变化自适应地调整,能够更准确地表征系统的负载状态和节点间的负载差异。实验结果表明,使用该自适应负载均衡策略的网络代理集群的平均响应时间比其他负载均衡策略低15%~20%。     

一种自适应的网络代理集群负载均衡策略

现有动态负载均衡策略难以有效应用于任务资源需求特征动态多变、资源需求信息难以准确获取的网络代理集群中,为解决该问题,提出一种适用于网络代理集群的自适应负载均衡策略。该策略的负载模型可以随任务资源需求特征的变化自适应地调整,能够更准确地表征系统的负载状态和节点问的负载差异。实验结果表明,使用该自适应负载均衡策略的网络代理集群的平均响应时间比其他负载均衡策略低15％～20％。     

基于动态权重的一致性哈希微服务负载均衡优化

随着互联网技术的发展,互联网服务器集群的负载能力正在面临着前所未有的挑战,实现合理的负载均衡策略尤为重要。为了使负载均衡达到最佳的效率,可以使用一致性哈希算法来对集群负载均衡系统进行负载分配。针对微服务架构的服务器集群场景,对该集群负载均衡的特性进行分析,提出一种基于虚拟节点的一致性哈希环的设计与分割方法及基于动态权值的分配策略,在一致性哈希算法的基础上,实现服务集群之间的负载转移,解决微服务集群中服务负载增多,导致服务之间负载不均衡的问题,防止其中某些服务因为负载压力过大,导致服务崩溃的问题。经实验表明,与传统的一致性哈希算法相比,改进后的负载均衡策略负载不均衡的概率是原来的31%;并且动态分配策略具有良好的负载均衡性能,有效地解决了微服务分布式架构的负载均衡问题。     

分布式系统中的动态任务分配算法设计

设计一种分布式系统中的动态任务分配算法，并对它所使用的数据结构、实现方法以及稳定性加以讨论。本算法采用双向启动策略，即发送者和接受者都能进行启动、而且能根据系统总负载和任务等待量等自适应地选择启动策略的使用。同时利用阈值和阈长把系统中的节点分为接受节点，负载适中节点和发送节点、采用启发式方法进行任务分配。     

P2P分布实时数据交换的高可用混合负载均衡算法

负载分配是分布式系统的资源管理和任务调度的关键问题之一，本文在分析当前已有算法在负载的实时分配方面存在的问题基础上，提出了适用于P2P分布实时数据交换的高可用性混合负载均衡算法2PLB．该算法将处理结点的处理能力和网络流情况协同考虑，以一种静态负载均衡和动态负载均衡结合的自调节混合负载均衡算法实现用于实时任务调度和负载调节．相比单纯的静态负载均衡或者动态负载均衡算法，本文所提的算法避免了纯静态负载均衡算法在处理任务时不能满足可适应性问题，又克服了纯动态负载均衡在任务处理过程中由于维护动态负载状态和任务迁移而导致的计算复杂度等问题的缺点，所提算法对于大规模实时任务处理具有实时性强，易于调度，具有显著的可比性等特点，广域网络环境下的系统测试表明所提算法能够以对等模式提供高质量实时数据交换和共享服务．     

分布式数据库系统的动态负载平衡策略及算法设计

随着网络中数据库应用的发展，使得分布式数据库系统的负载平衡问题突显出来。目前大多数分布式数据库管理系统没有负责平衡功能，其负载平衡依赖于操作系统的负载平衡机制来解决，这样带来的问题是系统负载的评价粒度细小和负载转移的开销增加。讨论了动态负载平衡策略的要素，针对分布式数据库系统的负载平衡问题，提出了以事务队列长度作为负载评价标准，并给出了一个动态负载平衡策略及算法。     

A Competitive Analysis of Load Balancing Strategies for Parallel Ray Tracing

This paper examines the effectiveness of load balancing strategies for ray tracing on large parallel computer systems and cluster computers. Popular static load balancing strategies are shown to be inadequate for rendering complex images with contemporary ray tracing algorithms, and for rendering NTSC resolution images on 128 or more computers. Strategies based on image tiling are shown to be ineffective except on very small numbers of computers. A dynamic load balancing strategy, based on a diffusion model, is applied to a parallel Monte Carlo rendering system. The diffusive strategy is shown to remedy the defects of the static strategies. A hybrid strategy that combines static and dynamic approaches produces nearly optimal performance on a variety of images and computer systems. The theoretical results should be relevant to other rendering and image processing applications.     

基于柯西码的HDFS存储优化策略

随着大数据时代的到来,数据存储正接受着严峻的考验。为了改进传统Hadoop分布式文件系统HDFS存在的冗余度高、负载均衡能力不足等问题,提出了一种基于柯西码的动态分散式存储优化策略CDDS。对于系统中的数据块,在保证数据可用性的基础上,依据其热度的不同生成相应的存储方案。对于系统中的冷数据与热数据,分别采用基于柯西码的纠删码技术进行单副本与多副本存储,既保证了数据的可靠性又保证了系统的I/O能力。经测试,运用该策略存储数据所需要的存储空间减小为原来的75%,系统的可靠性与负载均衡能力也得到了增强。     

基于目录迁移与复制的元数据服务系统动态负载均衡策略

传统的基于状态的元数据服务系统负载均衡策略通常采用目录迁移策略来达到均衡的目的,然而这种策略易使系统进入新的不均衡状态而产生"抖动"现象。提出一种将目录迁移与目录复制相结合的元数据服务系统动态负载均衡策略,有效解决了传统的单一利用目录迁移来进行负载均衡容易造成"抖动"的缺陷,提高了系统的效率和稳定性。     

多Agent负载均衡在入侵检测系统中的应用

针对在高速网络环境中实现入侵检测系统的动态负载均衡问题,提出一种基于多Agent的负载识别和基于改进遗传算法的动态负载均衡策略,实现入侵检测系统中的智能负载均衡,给出相应的系统模型,并以实验结果证明其有效性。     

基于规则的分层负载平衡调度模型

On a massively parallel and distributed system and a network of workstations system, it is a critical problem to increase the utilization efficiency of resources and the answer speed of tasks by using effective load balancing scheduling strategy. This paper analyzes the scheduling strategy of dynamic load balancing and static load balancing,and then proposes a hierarchical load balancing scheduling model based on rules. Finally,making somecomparisons with Other scheduling models.     

可拓检测在动态负载均衡策略中的应用研究

在DNS动态负载均衡策略中,服务器负载状态的获取是控制的关键.现有的DNS负载均衡策略在状态获取的实时性、状态表示的合理性等方面都存在不足.针对这些不足,本文提出了一种新的动态负载均衡策略,把可拓检测技术的思想和模糊数学引入到负载均衡策略中,利用可拓学的物元、关联函数,可拓检测和模糊学的隶属度等概念来构建一个集群动态负载均衡策略模型.实验证明,在该策略模型中,利用可拓检测的思想来获取负载状态,能明显提高负载均衡策略的有效性、实时性、动态性和稳定性.     

异构分层无线网络中基于业务和逗留时间的动态流量均衡算法

在异构分层无线网络中使用有效的流量均衡技术，可以给更多的移动用户提供服务。现有的流量均衡算法主要针对同种无线网络，因而不能直接用于异构无线网络。本文提出了一种适用于异构无线网络的基于业务和逗留时间的动态流量均衡算法，该算法首先根据移动模型计算移动用户在小区内的逗留时间，然后基于小区呼叫到达率和重叠覆盖小区的流量状态来确定一个周期内转移的非实时性呼叫数量，最后依据逗留时间门限值将重负载小区中满足条件的呼叫转移到轻负载的重叠覆盖小区中。为降低切换呼叫掉线率，还对异构网间的呼叫切换策略做了改进。仿真实验结果表明．本算法在新呼叫阻寒率和切换呼叫掉线率等性能指标上比传统方法有显著提高．