СПОСІБ БАЛАНСУВАННЯ ЗАПИТІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЇХ ОБРОБКИ НА ОСНОВІ ДУБЛЮВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ В РОЗПОДІЛЕНІЙ СИСТЕМІ ЗБЕРІГАННЯ ДАНИХ

Автор(и)

  • Ігор Бояршин Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Ukraine http://orcid.org/0000-0002-1727-5305
  • Анна Дорошенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Ukraine http://orcid.org/0000-0001-7023-1961
  • Павло Регіда Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine http://orcid.org/0000-0002-6591-7069

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2021-2(24)-75-82

Ключові слова:

балансування навантаження; дублювання даних; планування

Анотація

Зростання популярності віддалених обчислень та колективного віддаленого доступу до інформації призводить до значного збільшення навантаження на вузли зберігання даних, що забезпечують зберігання цієї інформації. Як наслідок, одним зі способів покращення продуктивності системи є використання додаткових вузлів зберігання даних, які дублюють інформацію, до якої відбувається колективний доступ. Це дозволяє розділити запити користувачів між декількома вузлами, ефективно збільшуючи загальну інтенсивність їх обробки. Запропонований алгоритм роботи балансувальника навантаження дозволяє вирішити задачу розподілення даних та запитів користувачів між вузлами в розподіленій системі зберігання даних.

Загальний об’єм даних користувачів на вузлах віддаленого зберігання даних та кількість запитів до них є значним, що призводить до зростання навантаження на систему. Тому необхідно знайти нові способи підвищення інтенсивності обробки запитів системою, беручи до уваги обмеженість дискового простору.

Наразі існують роботи присвячені аналізу методів розподілення навантаження у системі. У літературі описані такі методи, які широко використовуються на практиці, як Round Robin та Weighted Round Robin, які дозволяють більш ефективно розподілити навантаження у системі. Також існують роботи, які розглядають удосконалені варіанти алгоритму Round Robin, які враховують технічні характеристики та продуктивність серверів, серед яких такий алгоритм, як Weighted Least Connections.

Хоча існують методи розподілення навантаження в системах зі сталою інтенсивністю опрацювання запитів, методи для систем, в яких інтенсивність опрацювання може бути змінена для підлаштування до вхідної інтенсивності запитів у реальному часі є мало дослідженими.

Метою дослідження є створення оптимального алгоритму роботи балансувальника, що буде забезпечувати необхідну інтенсивність опрацювання запитів системою, і при цьому досягати мінімально можливого використання дискового простору на вузлах зберігання даних.

Описано метод балансування запитів між декількома вузлами зберігання даних, який забезпечує підлаштування під інтенсивність надходження запитів у реальному часі. Проведено симуляцію роботи системи та порівняння з існуючими алгоритмами балансування RR та WRR з різними параметрами, а також аналіз роботи системи з двома модифікаціями базового алгоритму.

Проведено аналіз та симуляція роботи запропонованого алгоритму роботи балансувальника навантаження та виконано порівняння ефективності його роботи з іншими поширеними алгоритмами балансування. Запропонований алгоритм показав близьку до інших алгоритмів ефективність роботи і використав менше дискового простору для низької інтенсивності потоку вхідних запитів, та значно кращу ефективність роботи для високої інтенсивності вхідного потоку з лише дещо більшим використанням дискового простору.

Біографії авторів

Ігор Бояршин, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

студент

Анна Дорошенко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

студентка

Павло Регіда, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

асистент, кафедра обчислювальної техніки

Посилання

Comparing Load Balancing Algorithms (n.d.). https://www.jscape.com/blog/load-balancing-algorithms.

Hyytiä, E., & Aalto, S. (2016). On Round-Robin routing with FCFS and LCFS scheduling. Performance Evaluation, 97, 83-103.

Ishwari, S.R., & Deepa, G. (2012). A priority based Round Robin CPU scheduling algorithm for real time systems. International Journal of Innovations in Engineering and Technology (IJIET), 1(3), 11.

Wang, W., & Casale, G. (2014). Evaluating Weighted Round Robin load balancing for cloud web services. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 393-400.

Choi, D., Chung, K.S., & Shon, J. (2010). An improvement on the weighted least-connection scheduling algorithm for load balancing in web cluster systems. In Grid and distributed computing, control and automation (pp. 127-134). Springer, Berlin, Heidelberg.

Singh, G., & Kaur, K. (2018). An improved weighted least connection scheduling algorithm for load balancing in web cluster systems. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 5(3), 6.

Khryshchenyuk, R.A. (2020). Modified method of load distribution in infocommunication networks [Master’s thesis] [Khryshchenyuk Roman Andriyovych; Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute].

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-07-05

Як цитувати

Бояршин, І., Дорошенко, А., & Регіда, П. (2021). СПОСІБ БАЛАНСУВАННЯ ЗАПИТІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЇХ ОБРОБКИ НА ОСНОВІ ДУБЛЮВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ В РОЗПОДІЛЕНІЙ СИСТЕМІ ЗБЕРІГАННЯ ДАНИХ. Технічні науки та технології, (2(24), 75–82. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2021-2(24)-75-82

Номер

Розділ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМП’ЮТЕРНІ ТЕХНОЛОГІЇ