基于接收者驱动的动态负载平衡系统的设计与实现

摘要

机群系统中负载平衡的基本目标是通过任务调度,将运算均衡的分布到各个结点,从而提高系统资源的利用率.负载平衡策略直接影响到系统的并行性能.该文针对机群系统下的负载平衡问题进行了研究,设计并实现了基于接收者驱动的动态负载平衡系统RILBS.论文的主要工作和成果表现在以下几个方面: 1.大部分集中式控制的负载平衡系统都采用周期性收集负载信息的方法来获取负载的变化以做出相应的调整.2.对于计算型应用,CPU利用率是主要的负载指标.由于CPU利用率是动态变化的信息,瞬时的CPU利用率无法准确反映负载状况.为了避免负载参数的颠簸,RILBS系统利用前k次收集的瞬时CPU利用率作加权平均得出综合CPU利用率作为负载参数,较好的反映了近期内的负载状况.3.RILBS采取系统自动调节和人工干预相结合的方法来保证本地任务的优先.系统在监视本地负载状况的过程中,如果发现连续两次的综合负载量高于设定的临界值,则认为本地忙,暂停调度下一个任务,使本地任务可以优先执行.用户也可以根据需要强制暂停并行子任务的执行而专心运行本地任务,直到本地任务运行结束再解除暂停并恢复并行子任务的运行.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

§1.1研究动机

§1.1.1并行计算

§1.1.2负载平衡

§1.2论文组织及贡献

§1.2.1论文组织

§1.2.2论文的主要贡献

第二章机群系统

§2.1机群系统的基本体系结构

§2.2机群系统的特点

§2.3机群系统的分类

§2.3.1机群系统的分类

§2.3.2专用机群

§2.3.3非专用机群

§2.4机群系统的关键技术及研究方向

§2.4.1体系结构

§2.4.2负载平衡和调度策略

§2.4.3通讯协议

§2.4.4并行程序设计环境

§2.4.5故障恢复与容错问题

§2.4.6其它问题

§2.5本章小结

第三章负载平衡及相关技术

§3.1负载平衡的分类

§3.1.1共享存储与分布存储

§3.1.2实时与非实时

§3.1.3静态调度与动态调度

§3.2静态调度算法

§3.2.1静态最优解算法

§3.2.2静态次优解算法

§3.3动态调度算法

§3.3.1非剥夺式与剥夺式

§3.3.2集中式控制与分布式控制

§3.3.3结点机被动与结点机主动

§3.3.4综合方法

§3.4并行计算模式对负载平衡的影响

§3.4.1并行程序模式对负载平衡的影响

§3.4.2并行层次对负载平衡的影响

§3.4.3通信与同步对负载平衡的影响

§3.5现有系统

§3.5.1 V-System

§3.5.2 Sprite

§3.5.3 CONDOR

§3.5.4 LSF

§3.5.5 Stealth

§3.6本章小结

第四章基于接收者驱动的动态负载平衡系统RILBS的设计与实现

§4.1设计目的

§4.2动态负载平衡系统设计的四个模块

§4.3 RILBS的系统设计

§4.3.1系统流程

§4.3.2整体设计

§4.3.3主要算法

§4.4 RILBS的系统实现

§4.4.1关键技术

§4.4.2数据结构设计

§4.4.3用户接口设计

§4.5实验数据与性能分析

§4.5.1并行性能评价的基本指标

§4.5.2实验数据及分析

§4.6本章小结

第五章结论

§5.1主要结论

§5.2进一步研究工作

致 谢

参考文献