Сочинение на тему Обзорное исследование по методам балансировки нагрузки в облачных вычислениях

В настоящее время в облачных вычислениях распространены следующие алгоритмы распределения нагрузки. Round Robin – [12] Это один из самых простых методов планирования, который использует принцип временных интервалов. Здесь время делится на несколько срезов, и каждому узлу дается определенный временной интервал или интервал. Первоначально нагрузки распределяются поровну между всеми виртуальными машинами. Как следует из названия, круговой робин работает по кругу. Это легко реализовать и понять и, следовательно, менее сложно. Поскольку текущая нагрузка на систему не учитывается, в любой момент некоторые узлы могут иметь большую нагрузку, а другие могут не иметь запроса. Однако эта проблема решается с помощью алгоритма взвешенного кругового алгоритма. Weighted Round Robin – это модифицированная версия Round Robin, в которой вес назначается каждой виртуальной машине, так что если одна виртуальная машина способна обрабатывать вдвое большую нагрузку, чем другая, мощный сервер получает вес 2.

В таких случаях контроллер центра обработки данных назначит два запроса мощной виртуальной машине для каждого запроса, назначенного более слабому. Как и Round Robin, он также не учитывает дополнительные требования к балансировке нагрузки, такие как время обработки для каждого отдельного запроса [13]. Dynamic Round Robin [14] – Этот алгоритм в основном работает для снижения энергопотребления физической машины. Два алгоритма, используемые этим алгоритмом, следующие: i) Если виртуальная машина завершила свое выполнение и на этом же PM размещены другие виртуальные машины, эта физическая машина больше не будет принимать новую виртуальную машину. Такие физические машины называются находящимися в состоянии «удаления», то есть когда остальные виртуальные машины завершают свое выполнение, эта физическая машина может завершить работу. ii) ii) Второе правило гласит, что если физическая машина находится в состоянии снятия с эксплуатации в течение длительного времени, то вместо ожидания все работающие виртуальные машины переносятся на другие физические машины. После успешной миграции мы можем выключить физическую машину. Этот порог времени ожидания называется «порог выхода на пенсию». Алгоритм снижает стоимость энергопотребления, но не масштабируется для больших центров обработки данных. Throttled – Throttled Load Balancer (TLB) поддерживает запись состояния каждой виртуальной машины (занято / бездействует) [15]. Когда приходит запрос, он выполняет поиск в таблице, и, если найдено соответствие на основе размера и доступности компьютера, запрос принимается, в противном случае возвращается -1 и запрос помещается в очередь [16].

Во время распределения запроса текущая нагрузка на виртуальную машину не учитывается, что, в свою очередь, может увеличить время отклика задачи. Modified Throttled – Как и алгоритм Throttled, он также поддерживает индексную таблицу, содержащую список виртуальных машин и их состояний. Первая виртуальная машина выбирается так же, как в Throttled. Когда приходит следующий запрос, виртуальная машина с индексом рядом с уже назначенной виртуальной машиной выбирается в зависимости от состояния виртуальной машины, и выполняются обычные шаги, в отличие от алгоритма Throttled, где таблица индекса анализируется из первого индекса каждый раз, когда данные Центр запрашивает Load Balancer для выделения ВМ [17]. Это дает лучшее время отклика по сравнению с предыдущим. Но в таблице индексов состояние некоторых виртуальных машин может измениться во время распределения следующего запроса из-за отмены распределения некоторых задач. Поэтому не всегда выгодно начинать поиск со следующей или уже назначенной виртуальной машины. Алгоритм балансировки нагрузки активного мониторинга (AMLB). Он содержит информацию о каждой виртуальной машине и количестве запросов, выделенных в настоящий момент каждой виртуальной машине. Когда приходит запрос на выделение новой виртуальной машины, он идентифицирует наименее загруженную виртуальную машину. Если их несколько, выбирается первый идентифицированный. Балансировщик нагрузки возвращает идентификатор виртуальной машины в контроллер центра обработки данных. Он отправляет запрос к виртуальной машине, идентифицированной этим идентификатором, и уведомляет Active VM Load Balancer о новом распределении [18]. При распределении виртуальной машины важна только текущая нагрузка виртуальной машины, ее вычислительная мощность не учитывается. Таким образом, время ожидания некоторых заданий может увеличиться, что нарушает требование QoS.

Алгоритм распределения нагрузки VM-Assign – это модифицированная версия алгоритма активного мониторинга распределения нагрузки. Первое распределение ВМ аналогично предыдущему алгоритму. Затем, если приходит следующий запрос, он проверяет таблицу виртуальных машин, если виртуальная машина доступна и она не используется в предыдущем назначении, то она назначается, и идентификатор виртуальной машины возвращается в центр обработки данных, в противном случае она находит следующую наименее загруженную виртуальную машину. Шридхар Г. Доманал и др. Я сказал, что этот алгоритм будет полностью и правильно использовать все виртуальные машины в отличие от предыдущей, где несколько виртуальных машин будут перегружены множеством запросов, а остальные останутся неиспользованными [19]. Но в статье четко не указано, как это происходит. Этот алгоритм не будет использовать виртуальную машину, если она уже выделена в последнем раунде. Но в этом нет логики. Потому что это может быть наименее загруженная виртуальная машина с хорошей скоростью обработки. Таким образом, больше задач может быть назначено на него.

При поиске следующей наименее загруженной виртуальной машины задачи распределяются равномерно только в том случае, если имеется несколько виртуальных машин, которые одинаково загружены, или если следующая наименее загруженная виртуальная машина имеет высокую скорость обработки по сравнению с предыдущей. Но алгоритм учитывает только нагрузку, и если виртуальные машины загружены одинаково, то задача может быть назначена любому из них, независимо от того, используется ли виртуальная машина на последней итерации или нет. Поскольку распределение задачи меняет состояние виртуальной машины, поэтому в предыдущем алгоритме наименее загруженная виртуальная машина будет найдена автоматически, и даже распределение задачи будет иметь место. Взвешенный активный алгоритм балансировки нагрузки мониторинга – Jasmin James et. Я предложил этот метод [15], который представляет собой комбинацию алгоритма взвешенного кругового алгоритма и алгоритма балансировки нагрузки активного мониторинга. В этом алгоритме разные веса назначаются виртуальным машинам в зависимости от доступной вычислительной мощности. Среди наименее загруженных виртуальных машин задачи назначаются наиболее мощным в зависимости от их веса. Таким образом, он устраняет недостатки Алгоритма балансировки нагрузки активного мониторинга, учитывая не только нагрузку, но и вычислительную мощность доступных виртуальных машин. IV.

СРАВНЕНИЕ АЛГОРИТМА БАЛАНСИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНОЙ НАГРУЗКИ В ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЯХ

В приведенной ниже таблице 1 сравниваются рабочие характеристики различных алгоритмов балансировки нагрузки с точки зрения различных параметров, как уже упоминалось в разделе 1. V. ПРЕДЛАГАЕМАЯ РАБОТА В этой статье мы предложили алгоритм балансировки нагрузки, называемый «Dynamic Throttled», который работает следующим образом: Шаг 1: – Планирование задач будет выполнено как алгоритм Throttled. Шаг 2: – Все PM будут контролироваться через регулярные промежутки времени, чтобы проверить, не перегружен ли он (если текущая нагрузка на CPU превышает фиксированный порог, то узел будет считаться перегруженным). Шаг 3: – Если обнаружен перегруженный PM, некоторые из его виртуальных машин будут перенесены в другой PM. ВМ с минимальным объемом оперативной памяти будет перенесена. Миграция будет продолжаться до тех пор, пока текущая загрузка PM не станет меньше порогового значения. PM назначения будет выбран с использованием простого алгоритма Throttled.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И БУДУЩАЯ РАБОТА

В этой статье мы изучили различные алгоритмы распределения нагрузки в облачных вычислениях. Основная цель балансировки нагрузки – удовлетворить требования заказчика, динамически распределяя нагрузку между всеми доступными узлами и повышая производительность и эффективность. Таким образом, коэффициент использования ресурсов увеличился. Мы также сравнили различные алгоритмы, чтобы описать их общую производительность. В будущем мы будем моделировать вышеупомянутый алгоритм «Dynamic Throttled» с использованием Cloudsim и сравнивать его производительность с другими существующими алгоритмами.