Novel load balancing DHT scheme for the heterogeneous system

The capacities of the nodes in the peer-to-peer system are strongly heterogeneous, hence one can benefit from distributing the load, based on the capacity of the nodes. At first a model is discussed to evaluate the load balancing of the heterogeneous system, and then a novel load balancing scheme is proposed based on the concept of logical servers and the randomized binary tree, and theoretical guarantees are given. Finally, the feasibility of the scheme using extensive simulations is proven.     

多核乐观并行仿真的负载均衡研究

对于运行于多核计算机、基于多线程实现的乐观并行仿真,虽然操作系统可对线程进行调度以平衡各个核的负载,但它无法控制各逻辑进程本地虚拟时钟的平衡推进。提出了多核乐观并行仿真的四层负载分配模型及一种静态划分与动态负载均衡相结合的负载均衡方案。静态划分使用Metis图划分包对模型实例进行划分;动态负载均衡优先调度本地虚拟时钟较小的逻辑进程以实现各逻辑进程的平衡推进,无须进行模型迁移,易于实现。通过一序列实验检验了所提出的负载均衡方案的有效性。     

多核CPU-GPU异构平台下并行Agent仿真负载均衡方法

多核中央处理器（central processing unit, CPU）图形处理器（graphic processing unit, GPU）异构平台为并行Agent仿真提供了一个新的硬件执行平台,而负载均衡方法是充分利用硬件计算资源、提高并行仿真运行性能的一个有效途径。针对多核CPU-GPU异构平台下并行Agent仿真的负载均衡问题,建立了面向多核CPU-GPU的并行Agent仿真多层负载分配模型,提出了基于带约束的k-means空间聚类算法的并行Agent仿真静态负载划分方法和动态负载均衡策略,并给出了划分子集间的可交互性判定,以过滤掉大量不会发生交互关系的Agent之间的交互判定计算。最后通过实验验证了本文提出方法的有效性。     

合作博弈的自私网格负载均衡的建模和仿真

针对自私计算网格的负载均衡问题,构建了符合其特征的自私网格数学模型和外来作业计算成本模型。利用合作博弈论分析该模型,验证了负载均衡为全局最优策略,并得出了多集群自私网格进行负载均衡的效果。由此提出了基于合作博弈的有界迭代负载均衡算法,解决异构负载集群在自私网格负载均衡中的公平性问题。最后,通过实验仿真验证了方案的有效性与实用性。

Abstract：

Aiming at the problem of load balancing in selfish computational grids, a mathematical model for selfish grids and a cost function for execution of foreign jobs were established. The cooperative game-theoretic framework was used to analyze the model in order to show that load balancing is a global-optimal strategy for grids and it is profitable to collaborate. Then, a bounded integrative load balancing algorithm was proposed which balances the load more equitably in multi-cluster heterogeneous load selfish grids. Finally, the results are assessed experimentally by simulation.     

基于合作博弈的性能均衡机会路由及仿真分析

移动机会网络的路由常采用“存储-携带-转发”的机会传输模式。尽管已有很多这方面的研究,但现有机会路由算法太过关注投递成功率等单一指标,而忽略对其他性能指标的约束,从而导致网络性能的极度失衡。为此,多节点间的数据包扩散过程被建模为一个合作博弈问题,以性能均衡度的最大化为博弈目标,提出基于合作博弈的性能均衡机会路由协议。基于真实数据集和合成数据集的仿真结果表明该协议能够在保证数据传输质量同时提高网络的性能均衡水平。     

铁路通信网路径选择性能优化及仿真分析

提出了铁路通信运营支撑系统(RCBSS)的体系结构，讨论了Dijkstra算法在其电路路径自动搜索上的应用，在此基础上提出了基于动态权值、具有平衡网络负载功能的路径搜索优化方案，并利用存储过程、动态链表初始化、四叉堆排序以及双向并行搜索算法，有效地提高了其搜索速度，合理地分配了网络负载，使网络性能得以优化。最后，通过仿真性能分析证实了这一方案的优越性。     

基于IFTS的云计算网络动态负载均衡方法

针对云计算网络节点的异构性、资源配置的差异性和用户需求的不确定性等因素导致云计算网络极易出现负载不均衡的问题,在分析云计算节点负载模糊时序变化特性的基础上,构建了基于直觉模糊时间序列(IFTS)预测的云计算网络动态负载均衡模型,提出了基于IFCM的云节点计算资源自平衡方法,设计了基于IFTS预测的主动控制和基于反馈的被动调控相结合的虚拟机调度机制,并给出了云计算网络动态负载均衡策略,增强了云资源池的智能化管理水平,提升了云计算系统的整体性能.最后,通过典型实例验证了该方法的有效性和优越性.     

异构无线分组网络中的接入选择机制

传统多接入选择(Multi-Radio Access Selection)方法只针对话音业务,在设计中仅仅考虑已接入用户数及系统容量,由于未将"分组级"信息考虑在内而不适用于无线分组网络。提出了一种新的异构无线分组网络中的接入选择算法,分组业务在多接入选择时考虑了实时、非实时的不同QoS要求和链路自适应机制(链路层重传及自适应调制编码);用户接入后,在保证其QoS的基础上,同时达到不同网络间负载均衡的目的。基于OPNET Modeler的动态仿真对算法性能进行了仿真评估,并与传统的最小用户数和最小路径损耗多接入选择方法在保证业务QoS和负载均衡性能方面进行了比较。     

基于遗传算法的生物网络自适应负载平衡实现

自适应性网络环境将成为未来Internet的不可缺少的重要构成部分,而生物网络由分散的、自治、移动的个体组成,能够自我调整、适应和生存。在提出的生物网络框架中设计了一种特殊的生物实体——调度生物实体,利用调度实体来指导生物实体的移动,以期获得生物网络的负载平衡。然后提出了一种基于遗传算法的负载平衡算法,该算法以网络负载平衡为优化目标,使实体相对均衡地提供服务,达到合理利用生物网络资源,增强其自适应性的目的。最后,对网络服务使用进行仿真,实验结果证明了算法的有效性。     

能量平衡的异构传感网跨层密钥管理方案

传统的传感网密钥管理协议独立于网络其他层设计,这种层间的独立性造成传感器节点物理性能浪费,网络整体性能降低。从节点剩余能量出发,提出一个能量平衡的异构传感网跨层密钥管理方案。通过节点剩余能量、节点度数等参数,从能量平衡的角度出发确定下一跳节点的选择,再利用密钥交换建立两节点间的会话密钥,该方案将网络层节点路由关系与应用层节点密钥关系结合,实现了密钥管理的跨层设计。结果表明,该方案保证节点密钥连通性的同时,均衡网络节点间的能耗关系,有效延长了异构传感网的生命周期。     

基于未来负载预测的无线异构网络自适应负载均衡算法

为避免由于网络负载抖动而造成的频繁网络选择,本文为无线异构网络提出了一种预测网络未来负载的自适应负载均衡算法。通过马尔可夫链预测负载状态空间的概率,将预测到的概率通过负载趋势函数映射为趋势值,利用趋势值进行网络选择和自适应触发门限的调整。仿真结果表明,该算法能有效降低接入阻塞率及均衡切换次数。     

基于动态优先级的测试任务抢占调度算法

基于部队现有装备保障模式,难以满足日趋复杂的测试需求,存在着测试效率偏低、测试周期过长的现象。因此综合考虑任务的时间属性和价值属性,定量分析任务的执行紧迫性、价值密度和资源负载均衡性等因素,提出了应用于任务执行初始时刻的动态优先级分派策略(dynamic priority assignment, DPA)和任务执行过程中的抢占调度策略(task preemption, TP),即基于动态优先级的测试任务抢占调度算法(test task preemptive scheduling algorithm based on dynamic priority, TTPSADP),实现了针对现有自动测试系统（automatic test system, ATS）价值收益、任务执行成功率和资源负载均衡的综合优化。     

基于扩展HLA的作战系统动态平衡仿真

针对标准高层体系结构(high level architecture, HLA)对于分布式作战系统仿真负载平衡的约束问题,采用自适应动态平衡法设计了扩展HLA动态平衡作战仿真系统。首先分析作战仿真存在的动态平衡问题,确定基于扩展HLA的系统结构,然后分析作战过程特性对于动态平衡的影响,并据此设计综合负载平衡算法与动态排序匹配数据过滤算法,以此减轻负载不平衡度与网络拥堵程度。对某空间攻防对抗实例进行仿真,结果显示其网络传输速度与单步推进速度有明显提升,证明了方案的有效性。     

基于Java的分布式测控系统任务调度研究

针对分布式测控系统动态任务调度算法,提出了一种任务迁移的方法。该方法基于Java的对象序列化机制、多线程机制、远程方法调用(remotemethodinvocation,RMI)技术,实现了将重载机上的任务迁移至轻载机上执行。任务迁移的成功使分布式测控系统动态任务调度算法顺利实现,从而有效地提高了系统效率,达到了负载均衡的目标。详细介绍了任务迁移的实现。     

一种直升机工程模拟器的网络系统

针对直升机工程模拟器高度集成性和实时性需求,设计了一种直升机工程模拟器的网络通讯系统。实现了基于VxWorks的中心机的多处理机之间共享内存通信,关键节点之间反射内存通信,以及其他分节点之间以太网通信,重点研究了工程实践中多处理机、多网口、并行多任务、异构系统通信等关键问题的解决途径和方法。该异构网络通讯系统已成功应用于某直升机工程模拟器的开发。     

Cooperative game theoretic load balancing scheme with admission control in IEEE 802.11 WLANs

A load-balancing scheme for IEEE 802.11 WLANs based on cooperative game theory is presented. A coalition among the access points (APs) with overlapping coverage is formed to share the network load through a game. Firstly, the candidate APs submit their load-competing strategies (i.e., the amount of user traffic they can admit in an AC/game period) to the control AP. Secondly, the control AP solves the game by the method of shapley value, which is the maximum traffic allocated to each AP in an AC/game period. Finally, the game is repeated periodically to distribute the traffic load among the APs. Simulation results show that the proposed game can balance the network load effectively compared with the IEEE 802.11 standard balancing solution.     

一种网络拥塞预测新方法

提出基于粗糙集的模糊神经网络流量预测算法。传统的流量控制技术,总是以网络资源当前使用情况对包进行处理,没有考虑流量预测问题,易造成流量控制滞后的情况。将基于粗糙集的模糊神经网络引入流量控制,利用其处理不确定性问题和自学习能力,进行流量预测,较好地解决这一问题。最后仿真分析了本方法的性能,证明方法的有效性。     

战争设计工程中对抗决策网络与黑板机制相结合的方法

战争设计工程是一种面向战争复杂性的分析与设计战争的方法。分析战争设计工程中异质专家研讨的需要,提出基于对抗决策网络与黑板机制有机结合的研讨方法。首先借鉴了黑板机制灵活集成异质专家智慧定性推理的能力,然后将作战效果与对抗性引入到动态贝叶斯网络中,提出对抗决策网络支持对抗策略的定量推理,根据对抗决策网络与黑板机制相关要素的相容性将二者有机结合,提出对抗决策网络黑板机制,并进一步分析对抗决策网络黑板的体系结构。最后以一个简例说明异质专家能够基于对抗决策网络黑板机制展开研讨,对战争系统进行分析与设计。     

Load distributions of some classic DHTs

The load balance is a critical issue of distributed Hash table (DHT), and the previous work shows that there exists O(logn) imbalance of load in Chord. The load distribution of Chord, Pastry, and the virtual servers (VS) balancing scheme and deduces the closed form expressions of the probability density function (PDF) and cumulative distribution function (CDF) of the load in these DHTs is analyzes. The analysis and simulation show that the load of all these DHTs obeys the gamma distribution with similar formed parameters.     

基于HLA的分布式仿真负载平衡研究

随着仿真规模的扩大，负载平衡问题成为基于HLA的分布式仿真所面临的最重要的问题之一，其性能直接影响到仿真的效率和正确性。有效的联邦成员迁移是解决负载平衡问题的关键。在对负载平衡问题和HLA深入研究的基础上，针对现有方法中存在的问题，提出了一个新的解决负载平衡问题的方法，仿真试验验证了该方法的有效性。