可负载均衡的实时虚拟机VCPU调度算法

针对多核环境下的现有实时虚拟机VCPU(virtual CPU)调度算法不能在保证任务可调度的基础上高效地使用CPU资源的问题,提出一种改进的实时虚拟机VCPU调度算法LBP-EDF(基于独立队列的可负载均衡的最早截止时间优先调度算法).该算法采用了独立队列的方式,以避免共享队列带来的竞争开销.同时算法能够识别紧急任务,并通过负载均衡的机制及时地将紧急任务迁移到负载较轻的CPU上执行,在保证任务可调度的基础上,同时达到充分使用CPU资源的目的.实验结果表明:在保证任务可调度的基础上,LBPEDF较其他算法有更高的CPU利用率.     

基于嵌入式系统的冗余智能网卡的研究

分析了网络存储技术中性能和管理方面所存在的问题.基于链路聚合技术并采用专门I/O处理器的方法,在软件体系结构中应用TCP/IP减荷引擎(TOE,TCP/IP Offload Engine)机制,设计了一款具有双端口并行、智能负载均衡功能的高速网卡,并对该设计在iSCSI协议下进行读性能和主机CPU使用率测试.结果表明,读速度提高接近1倍,而且也增加了访问的安全性,同时,分担了主处理器的I/O开销,使主CPU的使用率降到原来的2/3左右.     

虚拟化存储技术的I/O调度研究

虚拟存储是存储技术发展的重要方向,它屏蔽了大量异构设备的差异性,向用户提供简单的逻辑存储访问接口。通过虚拟层的I/O调度,应用程序对虚拟存储空间的I/O请求被转化为对物理存储设备操作的I/O命令。介绍了虚拟化存储技术的I/O调度的三个层次：主机级、设备级和网络级,分析了中间驱动层虚拟存储I/O调度机制和适配器驱动层虚拟存储I/O调度机制,最后探讨了虚拟存储I/O调度的智能化和并行化。     

多核编程模型运行时环境的自适应性研究

针对多核编程模型运行时环境易造成处理器核资源竞争加剧以及可扩展性较差等弊端,基于动态反馈控制思想,将资源分配、运行时控制、任务执行视为有机整体,提出了自适应协同调度模型ACSM.ACSM采用集中式与分布式相结合的协同机制,动态调节处理器核资源在不同应用负载间及其内部的分配与管理.ACSM的优势在于充分体现了多核编程模型良好的可编程性和可移植性,消除了传统多核运行时环境显式指定核数的弊端,增强了处理器核资源分配的高效性和自适应性.实验结果表明,ACSM在提高多核编程模型易用性的同时,减少了系统处理器核资源的不良竞争,提升了系统的整体性能和资源利用率.与仅依赖多核编程模型运行时环境的调度算法相比,ACSM使应用程序的运行时间缩短了近50%,并且随着应用程序数量的增加效果更加显著.     

一种面向HPC Cloud系统的在线作业调度算法

针对HPC Cloud中的作业之间对网络I/O资源的竞争问题,提出了一种基于动态规划算法、二分搜索算法和网络最大流算法的在线作业调度算法——DBMF算法.DBMF算法专注于物理节点上网络I/O的负载均衡,通过物理节点之间的网络I/O负载均衡来减少对网络I/O资源的竞争.通过与FCFS和RSF算法进行对比,DBMF调度算法有效提高了HPC Cloud的系统负载,减少了作业之间对网络I/O资源的竞争.     

Hadoop下基于资源感知的调度算法

在大规模的数据中心中,I/O型作业和CPU型作业通常会同时在同一集群上运行,他们之间所需要的资源是互补的.现有的Hadoop调度算法并没有对这两种工作的并行化进行研究,针对这点不足,提出了基于资源感知的调度算法,对作业负载和节点负载进行合理的分类和调度,解决因为资源竞争和不合理调度而影响处理速率的问题.对该算法进行实验及性能分析,在验证了算法在作业完成时间和系统吞吐量方面有很大改进.     

针对CMT架构的linux内核负载均衡算法优化(英文)

Linux 2.6的负载均衡算法调度域支持CMP,CMT,SMP,NUMA架构.针对CMT,算法尝试分配新进程到最空闲的处理器核中的最空闲的CPU上;如果某个处理器核中的第一个CPU比较空闲,它会周期性地从该核的最繁忙的CPU上的迁移适量的任务到这个CPU上以平衡系统的任务.然而在某些情况下,该策略会导致系统更加不平衡.有两种方法可以弥补该算法的缺陷:一是新进程放到整个系统的最空闲的CPU上;二是最空闲的CPU可以迁移调度域中的任务.在8处理器核32线程XLR532处理器系统上,使用HackBench测试,系统最高达到8%的性能提升.     

一种多核处理器环境下的软件结构及负载均衡

通信网络技术迅速发展对产品的性能提出了更高的要求,多核处理器以其高性能的优点逐渐得到通信厂商的广泛使用.为了发挥多核处理器的潜能,在分析通信网关服务器产品特性的基础上,充分利用服务器的进程功能和特点,研究一种多核处理器环境下的软件结构,提出基于哈希算法的负载均衡,阐述基于动态哈希(hash)算法的负载均衡的设计和实现.不但提高了多核处理器处理用户请求的效率,而且具有强扩展性和高可靠性等优点.     

片内多核共享信箱的研究与设计

针对现代多CPU的微机保护装置中不同处理器之间的信息交互采用外置存储器,系统正常运行容易受到现场复杂电磁环境干扰的问题,采用了片内存储器实现多处理器之间的交互.以片内存储器为主体构建多核芯片的多层次存储结构,并采用基于消息机制的共享信箱完成处理器之间的信息交互.利用排队论模型详尽地分析了共享信箱中数据FIFO的性能与需求,继而推导出适用于多任务系统中数据FIFO的深度经验公式.     

一种面向片上众核处理器的虚拟核资源分配算法

基于高效能大任务和多任务计算需求以及芯片技术的高速发展,多核处理器进入片上众核处理器时代,但如何将这种硬件能力转变成计算性能的提升,充分利用MPSo C的并行计算能力是该领域亟待解决的问题.文中研究设计了面向片上众核处理器的物理核到虚拟核分配算法(VPD),该算法通过识别任务执行时的阶段状态特征,动态重组物理核并配置成与任务计算需求相适应的虚拟核,在满足任务的计算资源需求的条件下,实现虚拟核最优分配.最后通过实验将VPD算法与不同的多核/众核处理器环境下的主流调度算法进行比较,结果表明:该算法可适用于多种环境,且效能比其他同类算法平均高5%~10%.