通信密集环境下基于内存利用率的预计算方法

针对通信密集型图计算环境下原静态最大消息数阈值方法由于内存不足导致的频繁低效I/O问题,提出了一种基于内存利用率的预计算方法。该方法利用了图应用的计算满足交换律和结合律的特点,根据当前进程的内存利用率判断是否将本轮超步通信过程中的部分消息进行预计算,同时在预计算过程中使用细粒度锁以增大预计算线程的并发度;在下轮超步的正常计算时合并上轮的预计算结果,实现了通信和计算的重叠,达到减少作业响应时间和磁盘I/O开销的目的。实验结果表明,在通信密集场景下,该方法在性能和I/O开销上均优于已有的MMT方法,作业响应时间减少了5.9%~79.0%,同时计算过程中的磁盘开销减少了9.99%~79.87%。     

一种适应性的动态负载平衡模型

为了改善分布式系统中负载分布不平衡对性能的影响，提出并实现了一个基于控制理论的时滞脉冲切换负载平衡模型.该模型根据节点资源的动态性建立了相关子系统.当节点状态发生改变时触发子系统的切换，并根据负载迁移规则对过量负载进行迁移，迁移比例根据节点的实时运行状态进行计算.节点仅在此时才进行信息广播，降低了通信开销，提升了动态负载平衡的效率.给出了相应的负载平衡算法，并在实际平台上进行了验证.实验结果表明，与其他负载平衡算法相比，本模型算法使负载平衡时间平均减少29.82%.     

基于反馈的片上多处理器系统层次负载平衡算法

针对现有负载平衡算法未能有效利用片上多处理器系统线程级并行性,没有考虑线程间数据共享与通信以及产生颠簸等问题,提出了一种基于反馈的层次负载平衡算法.采用层次式调度,将属于同一进程的多个线程静态调度到特定规模的内核子集上,并在此基础上根据系统实时负载情况在特定内核子集内动态迁移线程,以降低同一进程的多个线程之间的通信代价.在线程迁移过程中,引入反馈机制,即以系统颠簸情况为反馈信息,实时调整迁移数目,最终使系统较快地达到平衡.实验表明,基于反馈的层次负载平衡算法能使系统的平衡程度达到较高的水平,引入的反馈机制可使系统平衡速度提高 28%,并在系统平衡前使"颠簸"数目减少 54%.     

接收者驱动方法的动态负载平衡系统设计

负载平衡是机群计算中的一个重要问题.本文针对小规模机群系统下的并行应用环境,设计了基于接收者驱动的动态负载平衡系统(RILBS).系统采取集中控制与接收者驱动相结合的方法,避免了周期性的负载信息查询,从而减少了通信开销,使系统获得较理想的并行性能.     

基于区域分解和MPI的线性带状方程组归并迭代解法器

线性带状方程组并行解法器往往基于两层迭代的区域分解方法,采用M P I(m essage pass ing in terface)实现,因此导致的总迭代次数太多或者进程通信开销太大都会使解法器效率低下。该文通过研究减少迭代次数和降低进程通信开销的方法,设计了一种适合区域分解和M P I系统的高效的归并迭代并行解法器。这种解法器通过引入全局加速收敛算法,把两层迭代归并为一层迭代,有效减少了迭代求解的总次数,并且采用分块并行技术降低M P I系统上加速收敛算法的进程通信开销。实验证明归并迭代并行解法器能够保证和串行解法器大致相当的总迭代次数,分块并行加速收敛技术能够降低接近1/2的全局进程通信时间。     

一种基于预测的负载平衡策略

提出了一种基于预测的动态负载平衡算法，算法以本地负载信息为基础预测结点到达空闲状态的时间，并且在此之前发出任务请求，从而保证系统中各结点都处于忙碌状态，以提高系统资源的利用率与系统整体性能。由于算法在实施负载平衡时不需要在各进程之间进行同步操作，而且各结点自主决定负载平衡参数，对系统中其他结点的信息要求少，因此负载平衡的开销较小。实验证明，该算法对于科学计算类问题具有较好的效果。     

结构化P2P网络中动态负载平衡研究

在结构化P2P网络中,为了降低动态负载平衡策略中负载在轻、重载节点之间转移的开销,本文对虚拟服务器负载平衡算法进行改进：提取节点IPv6地址中的物理位置信息作为负载转移时轻、重载节点的相关性信息,选择物理位置邻近的轻、重载节点相匹配进行负载转移,以减少负载匹配和转移时的开销,增强负载平衡的快速和有效性。所做改进降低了相关性信息的计算开销。     

Valiant负载平衡技术在宽带通信中的应用研究

在分布式计算机系统上实现负载平衡是分布式系统领域从70年代初至今的热门课题。介绍了Valiant负载平衡技术在宽带通信中的最新应用研究情况,重点讨论了基于Valiant负载平衡技术的两级交换机和鲁棒选路算法,分析比较了它们相应的性能,提出了需要解决的问题。     

基于移动Agent的实时道路交通导航系统模型

介绍一个基于移动Agent的实时道路交通导航系统模型，在模型中，移动交通工具启动时间约束的导航需求，系统计算基于路网的最佳路径和实时的交通数据，并将结果返回给移动客户．为了最小化维护数据的开销，系统采用分布式移动Agent的协作方法，减少通信数量和提高系统的可测量性．设计了一个两级的交通图配置组织实时交通数据来支持导航的需求，以减少系统空间和通信的开销．在系统模型中，Agent使用APoP来维护实时的交通数据的一致性．该模型可以有效地提供及时的导航需求服务．     

基于Petri网的动态负载平衡双层调度模型研究

根据集中式和分布式动态负载平衡调度方式的优点,提出一种动态负载平衡双层调度模型（DLBDSM）,并在Petri网上进行建模。该模型将分布式系统分成若干相对独立的任务调度组,调度组由1个调度服务器和3个工作站组成,组内采用集中式调度,组间采用分布式调度,顶层子系统和底层子系统分别．由每个任务调度组的调度服务器和工作站组成。与现有的动态负载平衡调度模型对比,DLBDSM模型具有易实现、易管理和实时性等优点,并能有效地减少任务迁移所带来的系统开销。     

基于SDN技术的服务器负载均衡设计

传统服务器负载均衡的实现方式存在可靠性低、维护性差、增加额外开销等问题.软件定义网络(SDN)在流调度上具有灵活、可靠性高、可维护的特点.在研究现有负载均衡方法的基础上,结合SDN技术,提出基于SDN的云中心动态负载均衡方法,实现了基于流级的动态负载均衡.Floodlight与OVS仿真实验证明,利用SDN技术实现服务器集群负载均衡的方案是可行的.     

基于RMI的集中式并行动态负载平衡算法

介绍了并行算法中常用的动态负载平衡技术,并分析了RMI的工作原理,提出了一种基于RMI的集中式并行动态负载平衡算法.该算法最大的特点是不需要保存结点的负载信息,可有效地减少各节点之间通信和同步所需的时间,同时结合了RMI的运行机制和JAVA的线程机制,由子结点根据自己的负载情况动态地推动任务的划分和分配,可以在多结点的并行搜索计算中获得较高的加速比和效率.通过在33个结点的并行机上的试验,证明了该算法的可行性和有效性     

无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法研究

传统启发式分簇拓扑控制方法通信开销大、负载均衡性差,忽略剩余节点能量,导致拓扑结构连通性和骨干网健壮性差,无线传感网络生命周期短。为此,提出一种新的无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法。给出无线传感网络模型。利用粒子完成分簇,对簇内负载与簇间负载进行分析,保证负载均衡性。引入一种描述节点间能耗及鲁棒性的行向量,以全面分析骨干节点通信开销与剩余能量对簇头挑选的影响。将最小生成树作为网络的基础结构,引入表示网络连接状态的列向量,以描述网络通信开销情况,获取目标函数。通过粒子群法求最优解,实现簇头选择。通过簇头组成骨干网,实现无线传感器网络拓扑控制。实验结果表明,所提方法能够保证拓扑结构的连通性与骨干网健壮性,延长网络生命周期。     

基于静电力学的网格负载平衡调度算法

基于树型动态负载平衡架构,提出了一种静于静电力学的动态负载平衡机制的任务调度方法.根据当前网格负载状态,将节点抽象成电子,每次将任务从相互引力最大的重载节点开始迁移,以减小通信开销和数据迁移延迟.仿真结果显示这一模型较原树型结构负载平衡模型提高了紧耦合应用程序的性能.     

LTE系统中一种切换自优化算法研究

综合研究了长期演进切换算法中切换参数值、用户移动速度和负载均衡机制对系统掉话率的影响,提出了一种结合用户移动速度和负载均衡机制的切换自优化算法。仿真结果表明,如果用户的移动速度一定,且切换迟滞因子和切换触发时延小于一定阀值时,增加其中一个或两个参数值会导致系统掉话率增加。如果切换控制参数一定,系统掉话率随用户的移动速度增加而增加。针对移动速度为低速、中速和高速的用户,分别采用4,3,2 dB的切换参数较为合适。如果用户速度和切换参数均相同,采用负载均衡机制后,系统的掉话率明显降低。经仿真验证,与传统切换算法相比,采用结合用户移动速度和负载均衡机制的切换自优化算法可以有效降低系统掉话率,并使系统整体性能得到提升。     

An Efficient Load Balancing Approach for N-Hierarchical Web Server Cluster

Aiming at the load imbalance and poor scalability in single-tier Web server clusters, an efficient load balancing approach is proposed for constructing an N-hierarchical(multi-tier) Web server cluster. In each layer, multiple load balancers are set to receive the user requests simultaneously, and different load balancing algorithms are used to construct the high-scalable Web cluster system. At the same time, an improved load balancing algorithm is proposed, which can dynamically calculate weights according to the utilization of the server resources, and reasonably distribute the loads for each server according to the load status of the servers. The experimental results show that the proposed approach can greatly decrease the load imbalance among the Web servers and reduce the response time of the entire Web cluster system.     

分布式时态索引DTindex

研究基于线序划分（LOP）分布式时态索引技术DTindex．首先,建立DTindex所需数据结构和算法,并讨论分布式时态数据索引DTindex;其次,针对时间数据LOP结构提出基于查询期望的数据分布算,依据DTindex两层索引架构提出P2P部署以减少系统的通信开销．另外,完成仿真以表明索引可行性和有效性．     

基于服务网格的动态负载平衡调度算法研究

为了提高资源利用率和系统的吞吐率,需要实现服务网格系统内负载的均衡分布.提出了层次式动态负载平衡调度模式,详细介绍了负载平衡系统的系统结构.作业分配是负载平衡系统中的核心机制.设计并实现了一种综合考虑各局部代理作业数和各个局部代理性能以及当前负载情况的动态双阀值作业分配算法.试验数据表明,该作业分配算法较传统调度算法综合性能有较大提高.在作业数较多时,该作业分配算法性能更好.