一个以可靠的令牌环形系统为基础的局部地区通信网络

本文描述了一个局部地区通信网络的结构。它以令牌环形子网为基础,采用几个“桥”(bridge)和一个“块交换”(block swieh)互连子环生成大型网络系统。为了保证令牌可靠的运行,采用了监视器。除了数据帧的传送外,还适应同步话音传送服务。整个系统很容易获得100 Mbps的总吞吐量。     

寄存器插入环带宽性能及公平策略分析

弹性分组环(RPR)是刚被IEEE802.17标准化的主要用于宽带IP光城域网的新型技术,其带宽利用效率和传统环网相比具有较大的优势.弹性分组环从属寄存器插入环(RIR),通过建立基本带宽模型并对寄存器插入环带宽利用及带宽分配的公平策略进行更一般性的研究,分析结果表明:寄存器插入环在"环形"业务模式下带宽利用率最高;而在星型业务模式下和传统环网相比则无优势.在比较接近实际情况的"网状"业务模式下,基于站点公平的吞吐量可以到达传统环网的N/2(N-1)倍(单环),而基于流的公平策略的吞吐量可以到达基于站点公平的近2倍,并且环段带宽利用率到达物理极限的最大值1,是寄存器插入环的最优策略;同时,双环结构比单环结构具有更大的带宽利用效率.     

多集群系统中资源监控代理模块的设计与实现

针对单一集群用户提交大量作业时系统响应时间长的问题,提出了一种多集群系统中资源监控的设计方案,该方案主要是对集群中各个子节点所有可用资源的状况进行监控,采集子节点的资源信息,并将收集到的集群节点负载信息传送给作业控制模块,使得作业根据分布在多集群环境中的计算资源负载情况进行作业跨集群调度。此方案可用于商业、高校等计算节点比较多的场所,提高工作效率,此方案已在高性能计算中应用,运行状况稳定。实验结果表明,当用户并提交作业和查询作业状态时,多集群系统响应时间优于单一集群系统响应时间。     

不同负载分布下磁盘阵列响应时间分析

计算分析了磁盘阵列在不同负载分布下的响应时间和最大吞吐量,以及它们与请示到达率和构成盘阵列系统的盘数、通道数传率等诸因素的关系,在相同应用环境下,构成盘阵列的驱动器数目越多,则I/O响应时间越短、系统吞吐量大,I/O请示中读请示概率大或概率大,则响应时间短。     

面向Docker容器的动态负载算法

为了提高Docker容器服务器集群的抗并发性和缩短平均响应时间,文中设计了一种动态负载容器服务器的算法DLOAD(Dynamic Loading Algorithm)。该算法在WRR负载算法的基础上引用了实时权值的概念,弥补了WRR算法在权值给定方面的不足,优化了Docker容器服务器的负载算法。DLOAD算法将记录服务器的资源信息,将容器连接数占比、CPU利用率、内存利用率、网络IO占比、磁盘IO占比和平均响应时间作为算法参数,计算出Docker容器服务器的实时权值,并将实时权值记录到负载服务器的权值表中。负载服务器查询权值表后调用WRR算法,推荐最优的Docker容器服务器ID进行负载。通过仿真实验,从Docker容器服务器的平均响应时间和吞吐量这两个方面对改进前后的算法进行分析和对比,得出改进后的DLOAD算法能够更加高效地缩短服务器的平均响应时间和改善抗并发性,有效提升了容器服务器的性能。     

基于寄存器插入环的环形交换结构

弹性分组环是（RPR）是基于分组业务优化的城域网络体系结构,其环形结构属于寄存器插入环。寄存器插入环同时具有时分复用和空分复用的特点,而且环形结构的调度简单,很适合作为交换结构使用。本文将寄存器插入环结构用于交换结构。以排队论为工具对环形交换结构进行建模,分析环形交换结构的性能。结果表明寄存器插入环结构是一种适合高速分组交换的结构。     

过程TPN模拟方法用于两种现场总线网络的性能比较研究

以具有过程说明的TPN为工具,对两种不同类型的Fieldbus网络性能进行了研究、分析和比较.在轮询协议中,采用了P/C通信模型,由主节点管理轮询队列;在令牌协议中,分别采用循环令牌和授权令牌来满足周期性和突发性通信需要,其中对网络响应时间、吞吐量和振颤等性能进行了重点讨论,给出了它们的性能差异和响应界限.     

分布式文件系统的动态负载均衡算法

为了解决分布式文件系统的负载均衡问题,研究了多种负载均衡算法,分析各种算法的优缺点.综合了静态权重轮询算法和动态负载均衡算法两类算法的优点,提出一种自适应的综合动态负载均衡算法,它实现简单、降低了获取反馈信息的开销且不失实时性.经过试验比较,该算法能有效地降低平均响应时间和提高吞吐量,负载的分配更为均衡.     

基于目标约束的分层动态负载均衡算法*

针对网格环境下的负载不均问题,提出了一种分层动态负载均衡机制,该机制采用随机服务模型描述网格任务流特性及其资源上的动态负载状态,将站点内负载平衡问题归结为目标约束规划问题。理论分析了分层负载均衡机制的有效性证明并设计了优化方案的求解算法,仿真实验结果显示,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RBA算法和DBA算法。     

HUSTRING网络的双环结构及其路由算法

环形局域网HUSTRING采用令牌传递和寄存器插入相结合的媒介访问控制协议,从而获得了优于令牌环的实时传输性能。本文介绍了HUSTRING 的双环结构,研究了它的拓扑容错性能,并给出其信息包路由选择算法。     

位片式RISC寄存器堆的分配调度策略及其实现

RISC设计是面向寄存器堆操作的.寄存器堆上/下溢时保存/恢复帧的数量N,直接影响着寄存器堆调度管理的开销及RISC机的性能.通过对一个寄存器堆调度模型的分析,我们发现N=(k~2+k(W+1))~(1/2)-k为宜,其中W是寄存器堆能同时容纳的帧的数量,k=α/β,α为处理上/下溢陷阱的开销,β是传送一个帧的开销.实验结果也证实了该公式的正确性.在本文最后,我们给出了位片式RISC寄存器堆的实现方案.     

流式处理系统的动态数据分配技术

流式数据处理中,数据倾斜等原因易导致计算节点的负载不均衡,降低系统处理能力。传统的负载均衡方法,比如算子分配、算子迁移和负载脱落等技术因为相对较高的性能代价,在流式处理系统中没有得到广泛的应用。针对流式处理系统的特点,提出一种新的负载均衡方法。在该方法中,计算单元的数据被划分为若干分区,并且数据分区可以在计算单元中动态分配和迁移,在较少干扰系统运行的情况下,通过动态调整各计算单元的分区,平衡各个计算单元的输入流和利用率,以此达到负载平衡的目的。在此基础上,设计并实现了流式处理系统的负载均衡算法和数据在线迁移技术。实验结果表明,该方法能够显著减少数据处理的平均延迟,提高系统吞吐量。     

一种新的拥塞避免算法——SECN

RED算法与DECbit机制是具有代表性的两种拥塞控制算法,其共同的问题是在计算平均队列长度困难。提出一种新的基于中间节点的拥塞避免机制SECN,它通过输入队列长度和吞吐量在早期检测到拥塞,不需要计算平均队列长度。之后,选择占用资源最多的连接进行通告,让发送端缩小发送窗口。SECN算法容易实现,具有较好的公平性,不会发生许多连接同时缩小发送窗口导致吞吐量下降的全局同步现象。仿真结果也证明具有较高的吞吐量与小的响应时间。     

基于完成时间的任务分配方案与性能分析

网络计算的迅速发展对网络资源的调度问题提出了新的挑战,用户对于服务质量的要求越来越高．大规模的复杂系统,如何能在现有硬件资源的基础之上提高整个系统的响应时间和吞吐量是当前的一个研究热点．基于完成时间的任务分配方案（SEF,OSEF）,以多服务器多队列模型为基础,通过这种方案与现有方案之间的性能比较和分析,利用随机Petri网进行模拟实验,结果表明这种方案是高效可行的．     

CPU+MIC异构系统中动态请求处理模型研究

为满足日益增加的服务器端的计算需求,更多的协处理器（如GPU和MIC）成为服务器端的新成员,参与服务器端计算,但是传统的服务器端软件（如Web服务器软件等）不能充分发挥协处理器的性能。为充分利用MIC的性能,提升单台Web服务器的服务质量,针对CPU+MIC的异构硬件体系提出了一种新的动态请求处理模型。该模型基于事件驱动模型和线程池模型,可将部分动态请求调度至MIC执行,并行处理动态请求,兼顾了CPU和MIC间的负载均衡。仿真实验表明,该模型在平均响应时间、吞吐量和99%响应时间等方面均优于现有的Web服务器软件模型。     

一种费用最优令牌缓冲流量调度负载控制方法

为有效解决多链路共享令牌缓冲流量调度系统负载较高的问题,设计了一种多链路共享令牌缓冲池流量调度模型,提出"费用"指标以更准确地刻画系统负载状况,基于费用最优研究了令牌缓冲流量调度负载控制方法.该方法包含了令牌缓冲池非空和可以为空这两种情况下的具体计算过程,从而保证了该方法的全局完整性.通过仿真实验与固定周期令牌缓冲调度方法进行比较,证明了本文方法有较好的流量调度能力,能有效地控制链路的流量,改善系统负载均衡.     

面向软件即服务的负载均衡策略建模与分析

为提高软件即服务（SaaS）应用中资源的访问效率,提出支持SaaS服务重要特征的负载均衡策略。首先,结合SaaS服务的多租户和高度可伸缩两大特性,提出一种基于租户请求分流、在局部和全局两个层次伸缩的负载均衡策略;其次,对所提出负载均衡策略用Petri网进行建模并仿真;最后,将提出的负载均衡策略与轮询（RR）、随机和改进的最小连接（ILCS）负载均衡算法在总体响应时间和总吞吐量两方面进行比较。实验结果表明：在请求速率达到500请求/秒后,所提策略的总体响应时间和总吞吐量趋于稳定并优于另外三种算法。     

分布式数据流查询方案及优化

流式数据库系统是一种新型数据库系统,方便于执行连续数据流查询。许多基于流的应用都是分布式的, 由于输入流速率及其他系统参数如可用的计算资源是易变的,所以一个流查询方案必须能适应这些变化。 提出一种分布式流查询方案并进行了优化,使用元组响应时间及系统吞吐量来评价方案的性能。同时,通过实验和其他方案进行比较,证明了方案是最佳的。     

航空电子FC不同拓扑和服务类的实时性测试

在不同的消息流分布模式下,对光纤通道（FC）各种拓扑结构和服务类进行了性能测试,给出了各种传输情况下的消息延迟和吞吐量随负载的变化关系。通过分析得出结论：光纤通道的交换网络和服务类3分别较仲裁环和服务类2延迟小,最大吞吐量大;FC网络在均匀负载模式下,累积负载为网络最大吞吐量的50%以下时,消息传输具有确定性延迟上限。     

云计算环境下基于蜜蜂觅食行为的任务负载均衡算法

针对云计算环境下的任务调度程序通常需要较多响应时间和通信成本的问题,提出了一种基于蜜蜂行为的负载均衡(HBB-LB)算法。首先,利用虚拟机(VM)进行负载平衡来最大化吞吐量;然后,对机器上任务的优先级进行平衡;最后,将平衡重点放在减少VM等待序列中任务的等待时间上,从而提高处理过程的整体吞吐量和优先级。利用CloudSim工具模拟云计算环境进行仿真实验,结果表明,相比粒子群优化(PSO)、蚁群算法(ACO)、动态负载均衡(DLB)、先入先出(FIFO)和加权轮询(WRR)算法, HBB-LB算法的平均响应时间分别节省了5%、13%、17%、67%、37%,最大完成时间分别节省了20%、23%、18%、55%、46%,可以更好地平衡非抢占式独立任务,适用于异构云计算系统。