Исследование промышленных алгоритмов балансировки нагрузки через модельно-ориентированное проектирование

  • K. A. Aidarov Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Республика Казахстан
  • A. Zh. Almatov Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Республика Казахстан
Ключевые слова: балансировка нагрузки, дискретно-событийное моделирование, модельно-ориентированное проектирование, вероятностное моделирование

Аннотация

Данная работа описывает алгоритмы балансировки для внешних сервисов с неспециализированными клиентами, используемых в настоящих промышленных ЦОДах. Простейший пример такого сервиса и клиента – это веб-сервер и браузер. Рассмотрены непосредственно принципы балансировки, их плюсы и минусы, описана их реализация и применимость к различным сервисам. Исследованы алгоритмы балансировки нагрузки для методов DNS Round Robin, Direct Routing, Редирект. По результатам реализации модели для кластерной системы получены оценки уменьшения эффекта осцилляции между ее перегруженным и нормальным состояниями. В заключение даны рекомендации по использованию реализованной модели сетевой системы в различных промышленных сервисах обработки пользовательских запросов.

Литература

[1] Al-Amri, M. S., and S. E. Ahmed. "New job selection and location policies for load-distributing algorithms."International Journal of Network Management 12, no. 3 (2002): 165-78. doi:10.1002/nem.428.
[2] Aversa, R., B. Di Martino, N. Mazzocca, and S. Venticinque. "A hierarchical distributed-shared memory parallel Branch&Bound application with PVM and OpenMP for multiprocessor clusters."Parallel Computing 31, no. 10-12 (2005): 1034-047. doi:10.1016/j.parco.2005.03.010.
[3] Borkar, G. M., M. A. Pund, and P. Jawade. "Implementation of round robin policy in DNS for thresholding of distributed web server system."Proceedings of the International Conference & Workshop on Emerging Trends in Technology – ICWET ’11, 2011, 198-201. doi:10.1145/1980022.1980067.
[4] Barros, F. J. "Modeling and simulation of parallel adaptive divide-and-conquer algorithms."The Journal of Supercomputing 43, no. 3 (2007): 241-55. doi:10.1007/s11227-007-0143-3.
[5] Eckstein, J., W. E. Hart, and C. A. Phillips. PEBBL: an object-oriented framework for scalable parallel branch and bound."Mathematical Programming Computation 7, no. 4 (2015): 429-69. doi:10.1007/s12532-015-0087-1.
[6] Geist, R., and K. Trivedi. "Queueing Network Models in Computer System Design."Mathematics Magazine 55, no. 2 (1982): 67. doi:10.2307/2690049.
[7] Kameda, H., J. Li, C. Kim, and Y. Zhang. "Overall Optimal Load Balancing vs. Individually Optimal Load Balancing."Optimal Load Balancing in Distributed Computer Systems Telecommunication Networks and Computer Systems, 1997, 35-97. doi:10.1007/978-1-4471-0969-3_2. "ALBL: an adaptive load balancing algorithm for distributed web
[8] Kontogiannis, S., and A. Karakos. systems."International Journal of Communication Networks and Distributed Systems 13, no. 2 (2014): 144. doi:10.1504/ijcnds.2014.064041.
[9] Krislock, N., J. Malick, and F. Roupin. "BiqCrunch."ACM Transactions on Mathematical Software 43, no. 4 (2017): 1-23. doi:10.1145/3005345.
[10] Martin, R. C. Agile software development principles, patterns, and practices. Harlow: Pearson Education Ltd, 2014.
[11] MathWorks "SimEvents User’s Guide."The MathWorks Inc., Natick, MA, USA (2016): 208 p.
[12] MathWorks "Simulink User’s Guide."The MathWorks Inc., Natick, MA, USA (2016): 3290 p.
[13] Mazzucco, M., I. Mitrani, J. Palmer, M. Fisher, and P. Mckee. "Web Service Hosting and Revenue Maximization."Fifth European Conference on Web Services (ECOWS’07), 2007. doi:10.1109/ecows.2007.8.
[14] Mitrani, I. Probabilistic modelling. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.
[15] Navarre, D., P. Palanque, and R. Bastide. "Model-Based Interactive Prototyping of Highly Interactive Applications."Computer-Aided Design of User Interfaces III (2002): 205-16. doi:10.1007/978-94-010-0421-3_18.
[16] Teo, Y. M., and R. Ayani. "Comparison of Load Balancing Strategies on Cluster-based Web Servers."Simulation 77, no. 5-6 (2001): 185-95. doi:10.1177/003754970107700504.
[17] Waraich, S. S. "Classification of Dynamic Load Balancing Strategies in a Network of Workstations."Fifth International Conference on Information Technology: New Generations (itng 2008), 2008, 1263-265. doi:10.1109/itng.2008.166.
[18] Wimmer, M., D. Cederman, J. Larsson Träff, and P. Tsigas. "Work-stealing with configurable scheduling strategies."ACM SIGPLAN Notices 48, no. 8 (2013): 315. doi:10.1145/2517327.2442562.
[19] Wrzesinska, G., A. Oprescu, T. Kielmann, and H. Bal. "Persistent Fault-Tolerance for Divide-and-Conquer Applications on the Grid."Euro-Par 2007 Parallel Processing Lecture Notes in Computer Science: 425-36. doi:10.1007/978-3-540-74466-5_46.
Опубликован
2018-06-27