基于流调度选择的DCN动态负载均衡算法

针对数据中心网络(data center network,DCN)动态调度导致的负载不均衡问题,提出了基于流调度选择的动态负载均衡(dynamic load balancing based on flow scheduling selection,DLBFSS)算法。该算法首先计算拥塞链路上各条大流的等价最短路径,并删除不满足流带宽需求的路径;然后计算剩余路径的可用吞吐量,选择可用吞吐量最大的路径作为最优调度路径;最后根据大流的带宽和最优路径的负载定义调度的拥塞概率,将拥塞概率作为大流调度选择的依据。实验结果表明,与传统ECMP（equal-cost multi-path）路由和现有大流调度算法相比,DLBFSS能够减小网络时延,提高流的带宽利用率,保证了更好的负载均衡。     

基于动态任务调度的STDS算法设计研究

任务调度是计算机多核处理器系统获得高性能的关键,而现有的多核任务调度算法研究,大多侧重于静态调度下的算法优化和负载均衡,对动态调度及动态负载均衡研究较少。针对动态调度,并结合异构多核的特点,提出一种基于核负载均衡的动态任务调度算法STDS。算法通过合理设定调度粒度,降低调度频率,从而减少调度消耗时间;根据异构多核处理器各核处理性能的差异,设置内核负载上下限值,控制内核负载保持在同一水平,以达到负载均衡效果。算法依据等待时间长短、任务间通信大小和内核负载轻重因素对任务进行实时调度,并可通过实时因子、负载因子等参数设置3种因素的影响比重,以满足系统的不同需求。仿真实验显示,在内核数目较多的系统中,STDS算法更加高效,在保证任务处理速度的同时有较好负载均衡。     

一种面向非对称多核处理器的综合性调度算法

在非对称多核处理器上进行任务调度时,现有的操作系统调度器没有考虑其非对称性.针对单一指令集非对称多核处理器上的操作系统调度问题,首先建立线性规划模型,分析各种因素,得出行为匹配、减少迁移和负载均衡的调度原则.然后,基于调度原则提出一种综合性调度算法.该算法包括两个部分:1) 集成负载表征,提出集成行为的概念,全面衡量任务的整体性和阶段性行为;2) 基于集成行为的调度算法,有效开发非对称多核处理器的特性,能够保证各核心负载均衡,同时可以避免不必要的任务迁移.另外,该算法通过参数调整机制实现了算法的通用性.该算法是一种综合处理任务的整体性和阶段性行为,并具备通用性的调度算法.实际平台上的实验结果表明,该算法可通用于多种环境,且性能比其他对应算法提高6%～22%.     

基于SDN网络大象流负载均衡算法研究

负载均衡算法是通过对网络中的流量进行调度来提高网络资源利用率,是计算机网络中的一个重要研究方向;针对网络中大象流导致的网络拥塞和老鼠流的排队时延等负载不均衡问题,提出了带宽和时延加权负载均衡(BD-WLB)算法来提高负载均衡性能,综合考虑了大小流之间的流量特征不同,改进了传统算法的路径计算方式;算法通过控制器来获取网络流量和状态信息;然后利用带宽和时延等网络状态参数来为大象流和老鼠流分别计算最优路径;采用P4语言来对数据平面转发流程进行优化处理;实验结果表明,在高负载状态时,BD-WLB算法相比于ECMP算法提高了38.4%的网络吞吐量和41.9%的链路利用率,降低了41.8%的网络时延;使网络资源得到了更好的利用,证明了BD-WLB算法的可行性和有效性。     

一种面向流媒体的多核处理器分组调度算法*

针对流媒体分组处理和多核网络处理器cache亲和性的特点,提出了综合流调度和分组调度优点的两级调度算法,即FBLA。FCFS调度算法可以达到分组级的细粒度负载均衡,但cache亲和性却很差。基于hash的调度算法可以保证很好的cache亲和性,但难以保证核间负载均衡。FBLA算法对这两种算法进行了折中,既通过cache亲和性提高处理器利用率,又能够达到细粒度的核间负载均衡。理论分析和仿真评估表明,FBLA算法具有良好的cache亲和性和负载均衡性,转发延迟和延迟波动比FCFS算法更低。在亲和因子较小时,F     

基于LT-backfilling算法的集群作业调度系统

在胖节点集群系统中,目前的reservations, backfilling等主流调度算法未能充分考虑单节点过载情况。该文在传统backfilling算法基础上,充分考虑节点当前负载,将预约、回填策略相结合,提出了一种新的LT-backfilling调度算法。设计了基于XML业务流程模板的二层作业调度系统,用户不仅可以提交单个作业,而且可以提交一组具有数据相关性的作业流,使得作业调度系统更加实用化。 LT-backfilling;负载均衡;作业调度;XML;作业流     

S-Bridge:性能非对称多核处理器下负载均衡代理机制

近年来,在移动计算环境中,异构多核处理器已经逐渐成为主流.与传统同构的处理器设计相比,此类异构多核处理器以更低的功耗成本满足设备的计算需求.但是异构环境下CPU核之间的微架构差异,也为操作系统中的一些基本方法提出了新的挑战.面向性能非对称异构多核环境下调度的负载均衡问题,从系统层面提出了一种负载均衡机制S-Bridge,可以减少处理器微架构差异以及任务执行需求差异对传统负载均衡带来的影响.S-Bridge的主要贡献是从系统层提供了通用的、适配异构性的负载均衡相关接口,使任意调度器都能方便地与异构多核处理器系统进行适配.基于CFS和HMP调度器在ARM平台上进行实验,同时在X86平台上进行S-Bridge通用性的验证,结果表明:S-Bridge可以支持不同真实平台和内核版本的快速实现,平均性能提升超过15%,部分情况下可达65%.     

多检测引擎监测的动态负载均衡算法

为解决多引擎入侵检测系统的负载均衡问题,提出一种检测引擎的动态负载调节算法。首先,监测各引擎节点计算负载;然后,以过载或空载节点出现为调度时机,以会话为单位调度重负载节点的流量到低负载节点,并遍历节点进行负载均衡的调节。由于以会话为调度单位,算法并不以负载的绝对平均为目的,只需保障各引擎节点不出现过载或空载即达到基本目标。采用KDD cup99数据集进行模拟实验,实验结果表明,与平均分配流量算法和基于较大流调整的安全分流算法相比,所提算法对检测引擎基于会话的负载均衡效果显著,运行开销较低且降低了重负载状态下的丢包率,有利于提高入侵检测系统的检测率。     

基于软件定义网络的数据中心网络负载均衡算法研究

针对传统网络的分布式架构使得负载均衡技术难以满足低成本、高灵活性、自适应调整的要求,提出一种基于SDN的数据中心网络负载均衡算法。首先,根据路径当前负载状况和链路负载波动为路径设置了一个权重,并以此作为路径选择依据;其次,设置了一个负载均衡度用于衡量网络负载状况;最后,针对需要调度的流,进一步限定了其流量大小范围,保证了高效的流调度。仿真结果表明,与其他算法相比,所提算法能有效提高网络资源利用率并均衡全网负载。     

基于大流调度的软件定义数据中心网络负载均衡算法

传统负载均衡算法对数据中心网络中的大流进行调度时,会造成部分链路负载过重、网络整体负载不均衡等问题。将负载均衡问题转化为多商品流问题进行求解,结合软件定义网络集中控制的思想和数据中心网络的流量特征,提出一种基于大流调度的软件定义数据中心网络负载均衡算法。根据阈值将数据流划分为大流和小流,结合路径上大流分布度和可用负载度对大流进行重路由,以减小大流对网络负载均衡的影响。仿真实验表明,在流量大小分布不均衡的数据中心网络中,该算法与传统的等价多路径算法和基于全局最先匹配的动态流量调度算法相比,在平均对分带宽上获得了更大的提升,能够更好地实现数据中心网络的负载均衡。     

一种采用流切割实现报文保序的负载均衡算法

网络链路过载或链路失效时,使用负载均衡技术可以避免网络发生拥塞。负载的分派粒度决定了负载均衡系统的均衡性能。分派粒度越细,均衡效果越理想。基于包水平粒度的负载分派可以实现理想的均衡性能,但是会造成同一TCP业务流中报文乱序;基于流水平的分派可以保证报文不乱序,但均衡效果不理想。提出了按照报文段粒度分派负载的FSLB算法。仿真实验表明,该算法可避免报文乱序并能达到较理想的均衡效果。     

软件定义网络中蚁群优化的负载均衡算法

软件定义网络因其特定的网络结构,有集中控制获取与分配全球网络资源等特点。针对软件定义网络中的负载均衡问题,在原有蚁群算法的基础上,提出了一种改进的蚁群优化负载均衡算法,主要思想如下:利用蚁群算法的搜索规则,将链路负载均衡度、流接受率、时延和丢包率作为蚂蚁选择下一节点的影响因素,在多个约束条件下,获得传输的最佳路径。理论分析及仿真结果说明,所提出的算法具有较好的负载平衡能力,而且可以提高网络的服务质量。     

一种高效的分布式反馈流量负载均衡算法

为解决多节点路由器等系统的分布式流量负载均衡问题,提出一种基于反馈的自适应算法。该算法通过会话划分进行负载任务分组,根据各节点的反馈进行接入分配和负载参数调整,实现负载均衡,给出快速端口检测和初始负载均衡等实现该算法的关键技术。性能分析与实验表明,该算法具有较高的负载均衡度和较低的系统开销。     

基于B+树快速调优的反馈式负载平衡算法

网络带宽飞速发展,应用并行处理技术可以大幅度提高网络入侵检测系统（NIDS）的性能。并行处理环境下的NIDS要求在对报文进行负载均衡分配时要保持连接的完整性,即相关的报文要分配到同一个处理节点。基于B+树的稳定和均衡特性,提出基于B+树快速调优的反馈式负载平衡算法(BLB)。该算法利用B+树搜索性能高、完全平衡的特性,当负载不均衡时,对B+树结构的流表进行快速调优,重映射流表,达到负载均衡。通过仿真实验,证明了该方案能快速使B+树结构连接密集度达到平衡,有效地均衡负载,降低系统的丢包率。     

网络入侵检测系统的负载均衡方案

在高速网络环境下,数据流的高速化使得网络入侵检测系统往往会出现严重的漏报率,针对此性能瓶颈,提出了一种基于预测的并行入侵检测系统的负载均衡方案。该方案主动测量各探测器的负载为预测依据,采用混沌时间序列的全域预测法为预测手段,利用预测的负载值为负载均衡的根据。通过仿真实验,证明了该方案的可行性及有效性,它能有效地均衡负载、减少系统的丢包率。     

多核平台入侵检测系统负载均衡算法设计与实现*

负载均衡是基于多核平台实现高速入侵检测系统的关键技术之一。基于真实流量统计分析发现的流阈值与流数目、流字节数之间变化的规律,提出只调整较大流的动态分流算法HCLF,并实现了原型系统。实验测试表明,与静态哈希算法和新流调整算法相比,HCLF算法在负载均衡度、系统丢包率方面具有显著的优越性,改善了多核平台高速入侵检测系统对突发流量和应用环境的适应性。     

支持分布式协同入侵检测的动态负载平衡算法

通过对分布式协同入侵检测系统及其流量动态平衡分配问题的分析与研究,提出基于负载平衡器的动态负载平衡算法,该算法通过对数据包的特征域进行散列运算,将其映射到网络数据采集代理或检测代理的接收区间内,负载平衡器可根据它们的负载情况调整接收区间。性能分析和实验结果表明,该算法具有良好的动态流量平衡性能,能充分地利用系统的计算资源。     

一种面向会话的自适应负载均衡算法

在论述负载均衡技术相关工作的基础上,基于IP报文头多域分类方法,提出自适应负载均衡算法MSF(minimum sessions first),通过动态调整TCP流数目最少的流束,能够在各处理节点间保持动态负载均衡的同时维持会话的完整性.模拟结果表明,MSF算法具有设计简洁、负载均匀度好、重映射破坏度小、会话完整性破坏度小等优点,对不同负载具有良好的综合性能.该算法已经成功地应用在国防科学技术大学计算机学院研制的高速网络安全设备中,在保持较好的负载均衡效果的前提下保证了会话的完整性,提高了网络安全设备的性能.