計(jì)算機(jī)仿真動態(tài)負(fù)載平衡新算法應(yīng)用

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1計(jì)算機(jī)仿真動態(tài)負(fù)載平衡新算法應(yīng)用

按照計(jì)算機(jī)仿真動態(tài)負(fù)載平衡的策略分析結(jié)果，在應(yīng)用動態(tài)負(fù)載平衡新算法的時(shí)候，需在動態(tài)任務(wù)分配表的基礎(chǔ)上，分別通過算法提出、描述、實(shí)現(xiàn)、測試評估，為計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的開發(fā)，提供詳盡的設(shè)計(jì)思路。具體的應(yīng)用建議如下：

1.1算法的提出

由于計(jì)算機(jī)仿真動態(tài)負(fù)載平衡，要求保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸之間的兼容和平衡，因此負(fù)載平衡的計(jì)算，相應(yīng)算法要考慮到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供情況和計(jì)算控制情況，其中最為常見的算法有最少連接法、最快響應(yīng)法、流量節(jié)點(diǎn)法，但為了與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境互相兼容，筆者認(rèn)為所選用的算法，應(yīng)兼顧發(fā)送者、接收者的信息平衡，盡管可以在時(shí)間層面不作出限制性要求，但仍然要結(jié)合細(xì)粒度任務(wù)和負(fù)載遷移的進(jìn)程，如果選用算法不能夠保證計(jì)算機(jī)負(fù)載平衡的效率和時(shí)延，則表示該種算法不適用。綜合以上的種種要求，筆者認(rèn)為全局集中控制的負(fù)載平衡計(jì)算方法，在計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用中比較適用，這種方法不僅能夠建立負(fù)載平衡控制的任務(wù)分配表，而且能夠在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中，對相應(yīng)的負(fù)載平衡數(shù)據(jù)，進(jìn)行因地制宜地靈活調(diào)整。

1.2算法的描述

在計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)平衡算法提出的基礎(chǔ)上，算法描述是以說明的形式，辯證分析負(fù)載平衡調(diào)度的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而總結(jié)出仿真算法的思想。其中仿真算法描述的切入口，可從計(jì)算機(jī)的任務(wù)度量大小入手，不同級別的計(jì)算機(jī)度量任務(wù)，在作業(yè)、進(jìn)程、數(shù)據(jù)、指令各級別當(dāng)中反映出來，其中度量粒度越低，則說明負(fù)載平衡調(diào)度的慣性越小，集中式算法所描述的負(fù)載平衡，可規(guī)避計(jì)算節(jié)點(diǎn)受到復(fù)雜節(jié)點(diǎn)關(guān)系的干擾，進(jìn)而優(yōu)化和拓展算法，譬如計(jì)算機(jī)的信息廣播，集中式算法以“多對一”的信息發(fā)送方式，能夠降低計(jì)算機(jī)仿真網(wǎng)絡(luò)通信的負(fù)載。至于負(fù)載平衡調(diào)度的缺點(diǎn)分析，僅需考慮計(jì)算機(jī)仿真控制重心發(fā)生故障時(shí)，能夠立即啟動其他節(jié)點(diǎn)的備控中心。以上的算法描述，在每個(gè)計(jì)算周期內(nèi)，維持計(jì)算機(jī)工作信息收集、守護(hù)、匯總的平衡，在生成信息調(diào)度任務(wù)分配表之后，通過控制中心全面反映計(jì)算機(jī)仿真動態(tài)負(fù)載平衡調(diào)度的執(zhí)行情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)負(fù)載遷移的均衡。

1.3算法的實(shí)現(xiàn)

以上所提出和描述的計(jì)算機(jī)仿真動態(tài)負(fù)載平衡算法的實(shí)現(xiàn)，分為任務(wù)分配表生成和負(fù)載平衡調(diào)度兩個(gè)策略，其中任務(wù)分配表生成算法，以數(shù)據(jù)通道的方式，進(jìn)行生成任務(wù)的均等劃分，同時(shí)將計(jì)算節(jié)點(diǎn)號和進(jìn)程號等，作為通道的標(biāo)簽，在任務(wù)分配時(shí)，要考慮數(shù)據(jù)通道的增減，但如果出現(xiàn)計(jì)算節(jié)點(diǎn)失效，需要將其遷移到對應(yīng)通道上，其中所包含的算法流程內(nèi)容，包括初始化、生成標(biāo)志、分配信息、通道注冊、循環(huán)標(biāo)志、續(xù)載標(biāo)志等，即在初始化之后，檢查生成標(biāo)簽的情況，然后還原分配信息，在分完通道后,保存好分配信息并結(jié)束分配，但如果通道沒有分完，則要檢查注冊通道的循環(huán)標(biāo)簽情況、告警標(biāo)志和續(xù)載標(biāo)志等。而仿真負(fù)載平衡調(diào)度策略，需重點(diǎn)考慮算法調(diào)度的時(shí)間，在任務(wù)初次分配時(shí)，根據(jù)通道的變動情況，檢查數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)特性，以及控制中心是否存在異常信息，具體流程是在初始化之后，完成初次分配，同時(shí)根據(jù)通道變化情況和節(jié)點(diǎn)變化情況，進(jìn)行算法調(diào)度，最后在調(diào)度后退出。

1.4算法測試和評估

為保證仿真算法的科學(xué)合理，操作系統(tǒng)需按照UDP傳輸協(xié)議，進(jìn)行算法的測試和評估：首先是計(jì)算機(jī)仿真負(fù)載動態(tài)平衡條件下信息流程的理順，整個(gè)工作信息流程，分為通信中心、控制信息和計(jì)算中心，其中通信中心與控制中心之間通道信息和控制信息，控制中心將任務(wù)調(diào)度至計(jì)算中心中，兩者保持?jǐn)?shù)據(jù)信息的暢通；其次是在時(shí)統(tǒng)周期內(nèi)，控制中心將采集的計(jì)算數(shù)據(jù)，以動態(tài)任務(wù)的方式分配，期間包括處理數(shù)據(jù)選擇、處理方式、結(jié)果消息取向等，均為算法測試和評估的重點(diǎn)，適時(shí)分別針對任務(wù)初次分配、數(shù)據(jù)通道異常、單個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)異常幾種測試情形，確定每種情形負(fù)載平衡延時(shí)的最大值和最小值；再次是負(fù)載平衡延時(shí)，要根據(jù)二次曲線特征，判斷測試結(jié)果所顯示的算法最大延時(shí)是否在1毫秒之內(nèi)，然后利用進(jìn)程遷移的計(jì)算方法，將數(shù)據(jù)通道以任務(wù)形式劃分，以集中控制的方式，將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載減輕到最小程度，以保證系統(tǒng)的快速響應(yīng)。最后是在非節(jié)點(diǎn)失效的情況下，如有任務(wù)遷移需求，尤其是針對NP完全問題，在無法達(dá)到仿真負(fù)載平衡最優(yōu)狀態(tài)時(shí)，只有根據(jù)失效的狀態(tài)，結(jié)合實(shí)際予以折衷處理。

2結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)仿真動態(tài)負(fù)載平衡策略的選用，主要根據(jù)計(jì)算機(jī)信息來源予以區(qū)分，一般劃分全局策略、局部策略、驅(qū)動策略，計(jì)算機(jī)動態(tài)負(fù)載平衡就是在采取這些策略的基礎(chǔ)上，根據(jù)策略分析結(jié)果，在動態(tài)任務(wù)分配表的基礎(chǔ)上，分別通過算法提出、描述、實(shí)現(xiàn)、測試評估，為計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的開發(fā)，完成仿真動態(tài)負(fù)載平衡的計(jì)算。文章通過研究，基本明確了計(jì)算仿真機(jī)動態(tài)負(fù)載平衡控制策略及算法，但考慮到計(jì)算機(jī)運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性和多變性，以上策略與算法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還需要結(jié)合具體的運(yùn)行狀況，予以靈活地調(diào)整、應(yīng)用和完善。

作者：陳玉波 單位：北京郵電大學(xué)