一种可变周期反馈的动态负载均衡算法

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1、第25卷第11期J0URNAL0FELECTR电oN子lC测M量E与A仪SU器RE学M报ENTANDINSTRUMENT．25No．112011年11月·952·D0I：10．3724／SP．J．1187．2011．00952一种可变周期反馈的动态负载均衡算法术李鸿健2豆育升2唐红2孙世新(1．电子科技大学计算机科学与工程学院，成都600054；2．重庆邮电大学高性能计算与应用研究所，重庆400065)摘要：为了提高负载不均衡系统中并行计算效率，基于反馈机制设计动态负载均衡算法。该算法采用可变周期反馈设计，通过反馈负载信息和预测节点处理能力进行任务重分配。将周期

2、长度与负载状态关联，当负载变化频繁时，缩短反馈周期，增强自适应性；当负载稳定时，增加反馈周期，减少额外开销。将该算法应用于半经典分子动力学力计算，对信息收集策略、反馈策略、反馈周期、处理能力预测和分配策略进行了详细设计。实验结果表明，可变周期反馈算法可获得比固定周期反馈算法更高的负载均衡度和加速比。可变周期反馈算法在负载变换频繁的系统中能够有效提高并行计算效率。关键词：动态负载均衡；可变周期反馈；负载均衡度；并行效率中图分类号：TP338文献标识码：A国家标准学科分类代码：520．3020Dynamicloadbalancingalgorithmbasedonv

3、ariableperiodfeedbackLiHongjian’DouYushengTangHongSunShixin(1．SchoolofComputerScienceandEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu600054，China；2．InstituteofHighPerformanceComputingandApplication，ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，Chongqing40006

4、5，China)Abstract：Toimprovetheparallelcomputingeficiencyinunbalancedenvironments，theeficientloadbalancingalgorithmsarefundamentallyimportant．Adynamicloadbalancingalgorithmisdevelopedbasedonthevariableperiodfeedbackmode1．Thisalgorithmisimplementedbyloadfeedbackandcapacitiesforecastofpr

5、ocessores．Thefeedbackperiodisvariedwiththeloadstatusinthesystem．Thisalgorithmisappliedintheforcecalculationofsemiclassicalmoleculardynamicssimulation，andseveralpoliciesdefinedindynamicloadbalancingalgorithmaredesignedandimplementedindetm1．Comparedwiththestaticperiodfeedback，thisvaria

6、bleperiodfeedbackalgorithmshowsbetterloadbalancingdegreeandspeedup．Thisdynamicloadbalancingalgorithmenhanceseficientlytheglobalthroughputinunbalancedenvironments．Keywords：dynamicloadbalancing；variable—periodfeedback；loadbalancingdegree；paralleleficiency载平衡技术是提高多处理机系统吞吐量、资源利用1引言率和并行计算

7、性能的重要途径，负载平衡算法I伴随着并行计算的飞速发展，并行计算机硬件性随并行计算不断发展，尤其是具有自适应的动态负能不断提高J和计算资源实际利用率维持较低水载平衡是并行计算【5l，分布式计算l6j，网络计算【l和云平的矛盾越发凸显，负载不平衡是导致该矛盾的计算】的重要研究内容。动态负载平衡算法根据系统重要原因J。负载平衡即对于给定的一个包含计当前的资源使用状态和进程的运行特性，对各个节算和通信的任务集合和一组按一定拓扑结构连点上的负载动态地进行调整。它根据收集到的负载接起来的计算机，求解任务集合到计算机集合的状态信息，对负载平衡的有关参数甚至平衡的策略一个映射

8、，使得完成所有任务的时间