АЛГОРИТМЫ БАЛАНСИРОВКИ НАГРУЗКИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ
advertisement
АЛГОРИТМЫ БАЛАНСИРОВКИ НАГРУЗКИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА А.В. Бабич Тульский государственный университет Тел.: (4872) 35-01-37, e-mail: babich@tula.ru Решение задач управления высшим учебным заведением связано с обработкой больших объемов информации. При этом имеются жесткие требования к оперативности, надежности, достоверности и скорости обработки информации. Данные требования обычно предъявляются к таким современным системам автоматизации учебного процесса, как GS-Ведомости, Университет, Plany, Naumen University, Tandem University и др. Однако для внедрения упомянутых систем необходима развитая сетевая инфраструктура, включающая в себя систему мониторинга для контроля состояния сети учебного заведения. Большинство централизованных систем мониторинга, используемых в настоящее время, уже не удовлетворяют требованиям активно развивающихся сетей по скорости обработки данных и потребности в вычислительных ресурсах. В работе [1] предложена распределенная система мониторинга, работающая на основе протокола SNMP и использующая для своей работы свободные вычислительные ресурсы серверов корпоративной сети. При этом балансировка нагрузки на серверы сети выполняется динамически, т.е. перед началом очередного опроса. Было предложено классифицировать сети по отношению к дополнительной нагрузке на два класса: однородные (серверы сети с одинаковой чувствительностью к дополнительной нагрузке) и неоднородные (серверы сети с разной чувствительностью к дополнительной нагрузке). В качестве функции штрафа за использование ресурсов серверов сети рассматривалась функция на основе выражения для среднего времени пребывания заявки в модели M/M/с. Рассматриваемая задача динамического конфигурирования нагрузки системы мониторинга сводится к решению многокритериальной задачи оптимизации, в которой критерии оптимальности учитывают как требования системы мониторинга (минимизировать максимальный интервал опроса для каждого сервера), так и требования сети (минимизировать суммарный штраф за использование ресурсов серверов). При решении задачи учитываются ограничения на использование ресурсов процессора и памяти серверов сети, ограничение на интервал опроса. Для упрощения решения данной глобальной задачи было предложено выполнить ее декомпозицию на ряд согласованных с ней (по критериям и ограничениям) локальных задач. В качестве критериев локальных задач были предложены: суммарная величина загрузки серверов сети, величина разбалансированности серверов сети после добавления нагрузки мониторинга, суммарная стоимость ресурсов серверов сети. Для решения локальных задач для однородных сетей в данной работе предлагается алгоритм на основе простого генетического алгоритма. Основное достоинство использования данного алгоритма – возможность поиска решения для любого критерия оптимальности и высокое быстродействие, практически не зависящее от количества объектов мониторинга. Выполнены исследования эффективности алгоритма для решения локальных задач. Также разработаны эвристические алгоритмы, нацеленные на одновременное выполнение требований как системы мониторинга, так и корпоративной сети. Они основаны на использовании дискретных уровней разрешенной дополнительной нагрузки. На каждом шаге алгоритма разрешается загружать серверы только до строго определенного уровня. Алгоритм заканчивает свою работу, когда все объекты мониторинга будут распределены по серверам или когда уровень загрузки превысит допустимый. Быстродействие алгоритма зависит от количества уровней. Было показано, что наилучшей считается дискретность уровней в 10%. Для адаптации этого алгоритма к неоднородным сетям были вычислены эквивалентные уровни нагрузки для каждого типа серверов сети. Таким образом, в работе рассмотрена распределенная система мониторинга корпоративной сети, использующая свободные ресурсы серверов. Проведена формализация задачи динамического конфигурирования указанной системы, предложены алгоритмы ее решения. Проведено исследование эффективности предложенных алгоритмов. Литература 1. Бабич А.В. Задача динамического конфигурирования распределенной системы мониторинга корпоративной сети / А.В. Бабич, Г.Б. Берсенев // XLIVI Всероссийская конференция по проблемам математики, информатики, физики и химии: тезисы докладов. Секции математики и информатики. – М.: РУДН, 2010. – С. 92.
