Method of the server horizontal load balancing for reducing energy consumption
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
Анотація
Проблематика. Горизонтальне балансування навантаження на сервер є важливим аспектом сучасних
обчислювальних систем, особливо в хмарних середовищах. Ефективне управління вхідними потоками додатків має
важливе значення для забезпечення оптимального використання ресурсів і мінімізації енергоспоживання. Це
дослідження присвячено розробці методу управління вхідним потоком заявок для зменшення споживання енергії при
горизонтальному балансуванні навантаження на сервер.
Мета досліджень. Основною метою є розробка методу управління вхідним потоком заявок для зниження
енергоспоживання при горизонтальному балансуванні навантаження на сервер. Це передбачає визначення
максимально допустимої кількості додатків, які можуть одночасно надходити в систему для обслуговування,
забезпечуючи при цьому, щоб обсяг використовуваних ресурсів був близький до сумарного максимально можливого
обсягу ресурсів. Метод спрямований на мінімізацію дисперсії елементів послідовності максимально допустимої
кількості заявок та дисперсії елементів послідовностей обсягів використаних ресурсів.
Методика. Метод включає декілька ключових кроків:
Схема згладжування вхідного навантаження: Для згладжування вхідного навантаження пропонується статичний
метод управління. Для цього розробляється схема згладжування вхідного навантаження, яка являє собою набір
значень максимально допустимої кількості заявок (послідовність {ki}), що надходять на вхід системи за малий
інтервал часу Δti. Послідовність вибирається таким чином, щоб обсяг використовуваних ресурсів був близьким до
сумарного максимально можливого обсягу ресурсів.
Генетичний алгоритм: Вибір послідовності {ki} здійснюється за допомогою генетичного алгоритму. Алгоритм
включає операції кросинговеру, мутації та відбору для мінімізації дисперсії елементів послідовності та дисперсії
елементів послідовностей обсягів використаних ресурсів.
Розподіл ресурсів: Метод передбачає виділення ресурсів для обслуговування заданого типу сервісу. Параметри
сервера, які характеризуються як ресурси системи, що обслуговує додатки, зазвичай розраховуються для середніх
значень параметрів вхідного потоку.
Введення затримки: Для управління процесом обробки заявок і запобігання дефіциту ресурсів вводиться затримка
для частини заявок, які збігаються зі сплеском навантаження. Час затримки визначається таким чином, щоб затримані
заявки не потрапляли в систему до тих пір, поки попередній сплеск навантаження не буде успішно обслужений в
ресурсоємному функціональному блоці.
Результати. До результатів дослідження можна віднести розробку методу управління вхідним потоком заявок для
зменшення енергоспоживання при горизонтальному балансуванні навантаження сервера. Метод передбачає
використання генетичного алгоритму для вибору послідовності {ki}, що мінімізує дисперсію елементів послідовності
та дисперсію елементів послідовностей об'ємів використаних ресурсів.
Висновки. В результаті дослідження зроблено висновок, що запропонований метод управління вхідним потоком
заявок дозволяє ефективно зменшити енергоспоживання при горизонтальному балансуванні навантаження на сервер.
Метод полягає у використанні генетичного алгоритму для вибору послідовності {ki}, що забезпечує ефективне
використання системних ресурсів та мінімізує дисперсію елементів послідовності та дисперсію елементів
послідовностей об'ємів використаних ресурсів. Метод може бути застосований у різних сценаріях, де ефективне
використання системних ресурсів є критично важливим, наприклад, у середовищах хмарних обчислень.
Опис
Ключові слова
Бібліографічний опис
Skulysh, Mariia A. Method of the server horizontal load balancing for reducing energy consumption / Mariia A. Skulysh, Umakoglu Inci // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2024. – Vol. 15, N. 1. – Pp. 39-49. – Bibliogr.: 15 ref.