負(fù)載平衡系統(tǒng)中一種基于多agent和動(dòng)態(tài)冗余技術(shù)的通用機(jī)制.pdf

1、工作站網(wǎng)絡(luò) (network of workstations NOW) 和 Internet 工作站(workstation in Internet WII)已經(jīng)成為傳統(tǒng)高性能分布式計(jì)算環(huán)境的一個(gè)高效可行的替代方案，但NOW和WII都面臨著有效使用資源的問題，所以解決負(fù)載平衡問題是提高NOW和WII性能的重要因素。負(fù)載平衡分為靜態(tài)，動(dòng)態(tài)和混合式三種，現(xiàn)在研究的重點(diǎn)多集中于動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡。動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡中的任務(wù)調(diào)度分為集中式調(diào)度和分布式調(diào)度，

2、前者由一個(gè)任務(wù)調(diào)度器負(fù)責(zé)收集系統(tǒng)負(fù)載信息，決定任務(wù)調(diào)度方案；后者由每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的調(diào)度程序共同決定任務(wù)調(diào)度方案。在采用集中式調(diào)度的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度器往往成為系統(tǒng)的瓶頸。很多文獻(xiàn)研究了各種負(fù)載平衡策略，但都沒有系統(tǒng)完整地研究惡劣環(huán)境下分布式計(jì)算環(huán)境中負(fù)載平衡系統(tǒng)的容錯(cuò)性問題。采用集中式調(diào)度的負(fù)載平衡系統(tǒng)對(duì)惡劣的環(huán)境顯然是非常敏感的，一旦調(diào)度器發(fā)生異常，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)癱瘓，此時(shí)調(diào)度器就成為系統(tǒng)的瓶頸；在采用分布式調(diào)度中的負(fù)載平衡系統(tǒng)中

3、，雖然每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以扮演調(diào)度器的角色，但是只要存在發(fā)生異常的節(jié)點(diǎn)就會(huì)影響全局調(diào)度的正確性。所以負(fù)載平衡系統(tǒng)的容錯(cuò)性是值得重視與研究的一個(gè)問題。 近些年來agent技術(shù)在分布式系統(tǒng)的開發(fā)過程中正發(fā)揮著越來越重要的作用，日益引起人們的高度重視。越來越多的研究人員投入到這一富有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，并取得了不少研究成果。MAS的提出可大大提高系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的效率和易維護(hù)性，更重要的是按照這種方式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)更接近客觀世界模型，由此又可提高系

4、統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。所以考慮將MAs應(yīng)用于負(fù)載平衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一種可行的選擇。 本文提出了采用集中式調(diào)度的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡系統(tǒng)的一種通用機(jī)制。該機(jī)制通過multi-agent系統(tǒng)提高了分布式系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的通訊效率。節(jié)點(diǎn)中的agent被分為五種：監(jiān)控agent，冗余選擇agent，主從交互agent，任務(wù)執(zhí)行agent，任務(wù)調(diào)度agent。各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的agent相互協(xié)作，使所有節(jié)點(diǎn)都準(zhǔn)確而快速有效地知道整個(gè)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且整個(gè)系

5、統(tǒng)的整體負(fù)載情況也能及時(shí)而又快速地被中心調(diào)度器得到，這使得負(fù)載平衡的決策更加準(zhǔn)確。論文中詳細(xì)分析了采用雙機(jī)備份方式作為系統(tǒng)容錯(cuò)選擇的合理性，為了解決中心調(diào)度器成為瓶頸的問題，提出了動(dòng)態(tài)冗余機(jī)制，它是一種基于雙機(jī)熱備份方式地容錯(cuò)技術(shù)，具有動(dòng)態(tài)性和高可靠性地特點(diǎn)。這種機(jī)制的動(dòng)態(tài)性是以多agent間的協(xié)作實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)冗余機(jī)制使得在不改變系統(tǒng)可用性的前提下有效地提高了整個(gè)系統(tǒng)的容錯(cuò)性能。尤其是在惡劣的環(huán)境中，中心調(diào)度器比較容易出現(xiàn)故障的情況下，