文档介绍：中南大学硕十论文摘要
动态负载均衡是网络计算的关键技术,如何提高动态负载均衡的性能,一直
是网络计算人员研究的一个热点。传统的动态负载均衡方法总是收集结点负载的
实时值作为任务在各结点分配的依据,但这种方法会产生决策时延,造成进程抖
动现象,使均衡系统的性能大大下降。如果我们能准确地衡量和预测结点的负载,
并结合负载均衡策略,将有效解决以上问题,大大提高网络计算的性能。
基于这种思想,本文运用数学、统计学、人工智能学等多学科的知识建立了
多种预测主机负载的预测模型,主要包括传统的线性时间序列模型、特殊的自我
平衡及趋势预测时间序列模型、神经网络模型。本文通过实验评估比较了这些
预测模型的预测性能,获得了各预测模型的优劣,从中选择了具有较佳预测性能
的时间序列混合趋势预测、神经网络三种预测模型构建了预测模型模
板库。
在获得良好预测模型的基础上,本文建立了
模型体系,并开发了应用于分布式环境的软件包,可以对
主机负载进行实时在线预测。然后,本文应用成果,提出了基于负载预测的
任务运行时间预测理论,这和传统的针对特定应用构建性能模型以预测任务运行
时间的方法相比,在预测简易性、可操作性上有了较大的提高。最后,本文把负
载预测和动态负载均衡有效结合起来,提出了一种高效的基于负载预测的动态负
载均衡算法,该算法使用预测的方法获得负载信息,并采取了改进型接收者驱动
策略。经性能分析和实验评估,这种方法与传统的动态负载均衡方法相比具有一
定的优越性,有效地提高了动态负载均衡系统的性能。
关键词网络计算,负载预测,预测模型,动态负载均衡
中南大学硕士论文
原创性声明
本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工
作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的
地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包
含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共
同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。
作者签名谊淤奎一日期一卫哗年
关于学位论文使用授权说明
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权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅学校可以公布学位论
文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文
学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。
作者签名导师签日期一年华月里日
夕釜士论概述
第一章概述
课题背景、来源及意义
在计算机发展进入了网络计算的新阶段,分布式系统已得到了越来越广泛的
研究和应用。由于分布式系统的并行性降低了处理的瓶颈,提供了更好的性能价
格比,且具有在系统出现故障的情况下继续运行的潜力,因而分布式系统将具备
更大的发展空间。集群计算作为分布式计算的一种,人们对它的研究方兴未艾。
但是集群系统的应用现在却受到了较大的限制,原因在于我们虽然拥有一系列动
态负载均衡的算法,但是我们不能准确地对负载进行度量,这就使动态负载均衡
失去了基础,动态负载均衡成了空中楼阁我们不能对机器的负载进行有效的预
测,这就限制了系统性能的提高。另外,负载均衡本身属于难问题,寻找高
效、快速的均衡算法将是提高系统性能的一条有效途径。
作为集群计算研究主体的负载均衡研究一直是本领域的研究重点,由静态负
载均衡到动态负载均衡,国内外研究者己取得了不少成果。目前国内外对于负载
均衡的研究领域主要划分为两个部分,一个领域是将网络流量视作负载进行的负
载均衡,主要应用于网络的优化。在这方面国内外无论从理论研究还是实际应用
都有成熟的成果。还有一个领域也是我们主要涉及的以客户机提出的任务进
程作为负载的负载均衡研究。目前国内外的负载均衡研究主要集中在如何
均衡,也就是负载均衡的策略算法的研究上。这些负载均衡策略涉及的负载都是
实验者事先规定的某种运算,没有涉及同时出现不同类型的负载时如何衡量机器
负载值,因而,所有的均衡策略都无法在实践中广泛应用。另一方面,即使是在
对负载进行了种种限制的情况下,这些策略只是对系统现有的负载进行均衡,不
能预测系统下一时刻的负载情况,使得一次均衡过程可能带来更大的不均衡性。
由此,我们知道如果能从耗费机器资源的角度来衡量与预测系统负载,并结
合负载均衡策略,将大大增强动态负载均衡的实用性,提高分布式计算的性能。
课题“分布式系统中的主机负载预测及其动态负载均衡研究”正是基于此思想提
出的,它来源于湖南省自然科学基金项目“基于的普适性负载行为预测及
评估”。
对于分布式系统中负载预测和评估算法的研究有着极其现实的意义,有着广
阔的市场前景。随着微电子技术