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1、第5期电子学报Vol.38No.52010年5月ACTAELECTRONICASINICAMay2010并行与分布式计算动态负载均衡策略综述1,212杨际祥,谭国真,王荣生(1.大连理工大学计算机科学与技术学院,辽宁大连116024;2.燕山大学计算机科学与工程系,河北秦皇岛066004)摘要:动态负载均衡(DynamicLoadBalancing,DLB)是提高动态和非规则问题计算效率与规模的一个挑战问题.阐述了DLB的一般性问题,根据DLB策略的主要特征给出了一个综合分类方法,按分类对近30年提出的各种主要DLB策略做了细致的分析和深入的比较,并做了策略有效性
2、分析.在总结现有研究成果基础上,分析了该领域的最新发展趋势,为下一步的研究提出了新的问题和思路.关键词:并行与分布式计算;动态负载均衡(DLB);多核计算中图分类号:TP301文献标识码:A文章编号:0372-2112(2010)05-1122-09ASurveyofDynamicLoadBalancingStrategiesforParallelandDistributedComputing1,212YANGJi-xiang,TANGuo-zhen,WANGRong-sheng(1.SchoolofComputerScienceandTechnology,Dal
3、ianUniversityofTechnology,Dalian,Liaoning116024,China;2.DepartmentofComputerScienceandEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao,Hebei066004,China)Abstract:Dynamicloadbalancing(DLB)isoneofthemostimportantandchallengingproblemswhensolvingdynamicandnon-uniformproblemswithunpredictableloa
4、destimates.Thegeneraldynamicloadbalancingproblemsareformulated.Followingthat,acomprehensivetaxonomicapproachtoclassifyingDLBstrategiesisproposed,basedonwhichdetailedanalysesandthoroughcomparisonsforvariousDLBstrategiesinrecent30yearsaremade,andanalysesareperformedonthevalidityoftheses
5、trategies.Finally,researchresultsinthisdirectionaresummarized,andsomenewissuesinDLBstrategiesconformingtothetrendsofemerg-ingparallelarchitecturesandapplicationstobefurtherstudiedarepointedout.Keywords:parallelanddistributedcomputing;dynamicloadbalancing(DLB);multi-corecomputing需求很难事先
6、预测,并且通讯模式无规律.近年来,像分1引言子动力学、计算化学和材料等计算科学与工程领域问题计算机软硬件的发展使得并行与分布式计算越来的模拟计算已成为并行与分布式计算的主题[4,5].在计越流行.同时,计算机硬件成本的降低和快速网络的出算过程中,它们对计算和通讯的需求是动态变化和难于现又使得基于网络的集群和网格计算流行起来.然而,事先预测的,如何充分利用系统资源有效求解这些计算这些系统潜在性能的实际利用率通常仅为1～10%[1],问题的一个关键技术就是DLB[3,5,6].对于工作站网络(NOWs)而言1∶50的负载不均衡现象2DLB问题也时有发生,导致系统运行效
7、率低下.负载均衡是提高[2,3]系统资源利用率和并行计算性能的一个关键技术,对于给定的一个包含计算和通讯的任务集合,以及可分为静态和动态两类.如果负载可以在运行之前确定一组通过一定拓扑连接起来的计算机,求解任务到计算并事先将负载划分,则属于静态负载均衡问题;若只能机的一个映射,使得求解该问题的时间最小,这就是负在运行时测量负载并动态确定负载划分,则属于动态负载均衡的目标.下面给出几个与负载均衡问题相关的基[3,7]载均衡(DLB)问题.本定义.由于集群、NOWs和网格的计算节点和通讯网络的定义1(处理器图)多个计算机通过一个网络拓异构性或共享性,使得难以事先进行计
8、算负载和通
