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  1. 1. モバイルエージェントによるLAN 環境での適応的負荷分散 に関する研究 北海道大学大学院工学研究科 システム情報工学専攻 複雑系工学講座 調和系工学分野 修士課程2年 伊場 高志 平成14年度修士論文発表会
  2. 2. 研究室などのLAN環境では大規模な計算を行うことがあり, このような処理のためには分散処理が有効である. 背景 分散処理の例 Simulation Server Client Client Client 分散処理プロセス Trial 1 Trial 2 Trial 3 ・ ・ Trial 1Trial 2Trial 3 LAN利用者に負担をかけてはならないため 負荷分散が必要である
  3. 3. LAN環境の特徴 LAN環境での分散処理において考慮すべき点 •LAN利用者,OSのデーモンに対して一定のCPU資源確保 •LAN環境中の全Clientの負荷情報の取得 •LAN環境に応じた分散処理プロセスの稼動 •Client数台~数百台 •負荷状態が動的で予測不可能 •LAN利用者,OSのデーモンプロセス投入時間,稼動時間が異なる 他プロセス LAN利用者とOSの デーモンプロセス 本研究ではClientを 数台と想定 LAN環境において環境の変化に適応した負荷分散処理 システムの構築 目的
  4. 4. システムの概要 全Clientの負荷情報の取得 負荷変動に適応するための分散処理プロセスの機能 全Clientを巡回し負荷情報を取得するTravelAgentをモバイルエージェントに より実装する LAN利用者やOSのデーモンのプロセスに一定のCPU資源を確保 各Clientにおいて他プロセス数に対する分散処理プロセス数の割合を抑制する Do_active : active状態に移行 Do_sleep : sleep状態に移行 move : 他Clientへ移動 モバイルエージェント により実現 active状態 : 稼動 sleep 状態 : 一時停止
  5. 5. 適応的負荷分散 100  other i dp i other i PP P (他プロセス占有率) 4dp iP 6other iP 0.60100 64 6   [%] 例: dp iP other iP : Client i における他プロセス数 他プロセス数に対する分散処理プロセス数の割合を評価 : Client i における分散処理プロセス数 (他プロセス占有率の閾値) を設定し 以下の式は ときのみ適用0other iP を満たす様に を制御dp iP に設定50iT [%] ii TOPO  iT iOPO iOPO
  6. 6. TravelAgent TravelAgentの機能 Client 2 Client 3 Client 1 全Clientにおける負荷情報の取得・提供の機能 TravelAgent Client 1 1:2 Client 2 3:2 Client 3 1:1 Address othre TAPdp TAP : 32 dp P 22 other P 11 dp P 21 other P dp TAP :TravelAgentが取得した 分散処理プロセス数 :TravelAgentが取得した 他プロセス数 other TAP 13 dp P 13 other P 提供 取得
  7. 7. 分散処理プロセス : Client n の閾値 のClient j が存在 するならば Do_active Client j へmove YES NO Do_sleep YES : Client n の他プロ セス占有率 NO Client i における分散処理プロセス Do_active/Do_sleep/moveの分岐条件 ii TOPO  ij TOPO  nT nOPO
  8. 8. 動作確認実験 実験1 : 分散処理プロセスのDo_active、Do_sleepが適切に行 われているか 実験3 : moveが適切に行われているか(移動先のClientに おける他プロセス数が変動) 実験2 : moveが適切に行われているか(移動先のClientにお ける他プロセス数が一定) 実験概要
  9. 9. 実験1 Client1台における他プロセス占有率の確保と分散処理 プロセスのDo_activeとDo_sleepの動作確認 2. 閾値60% 1. Server 1台,Client 1台 1. 分散処理プロセス数 10 1. Clientではメールデーモン等の数秒程度のプロセスが稼動 2. Clientに2分間稼動するLAN利用者のプロセスを30秒間隔で6個投入 計算機 分散処理プロセス 他プロセス 設定 実験目的 2. 1 分散処理プロセスの 処理時間 40 sec
  10. 10. プロセス稼動状況 0 2 4 6 8 10 12 0 100 200 300 400 500 600 経過時間 [sec] プロセス数 active sleep other 実験1の結果と考察 LAN利用者プロセス投入開始と終了位置 閾値 他プロセス占有率 0 20 40 60 80 100 120 0 100 200 300 400 500 600 経過時間 [sec] 他プロセス占有率[%] 他プロセスの変化に適応して分散処理プロセスのDo_active,Do_sleepが行われたこと より,閾値以上の他プロセス占有率が確保された.
  11. 11. 実験2 moveの動作確認(移動先のClientにおける他プロセス数が一 定) 4. 閾値 60% 1. Server 1台,Client 2台(Client 1, 2 とする) 1. 分散処理プロセス数 10 1. Clientではメールデーモン等の数秒程度のプロセスが稼動 計算機 分散処理プロセス 他プロセス 設定 2. Client 1のみ分散処理プロセスを分配する 3. Client 2にLAN利用者のプロセスを5個投入 2. Client 1に2分間稼動するLAN利用者のプロセスを30秒間隔で6個投入 実験目的 2. 1 分散処理プロセスの 処理時間 40 sec
  12. 12. 実験2の結果と考察 70sec付近では,Client1から2へsleep状態の分散処理プロセスが6個moveした.250sec付近 では3個moveした. 過渡状態があるものの,その後は安定している. プロセス稼動状況 (Client 1) 0 2 4 6 8 10 12 0 100 200 300 400 500 経過時間 [sec] プロセス数 active sleep other プロセス稼動状況 (Client 2) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 100 200 300 400 500 経過時間 [sec] プロセス数 active sleep other
  13. 13. 実験3 2. 閾値 60% 1. Server 1台,Client 2台(Client 1, 2 とす る) 1. 分散処理プロセス数 10 1. Clientではメールデーモン等の数秒程度のプロセスが稼動 計算機 分散処理プロセス 他プロセス 設定 3. Client 2 に30秒間稼動するLAN利用者のプロセスを30 秒間隔で投入 2. Client 1に2分間稼動するLAN利用者のプロセスを30秒間隔で6個投入 実験目的 moveの動作確認(移動先のClientにおける他プロセス数が変 動) 2. 1 分散処理プロセスの 処理時間 40 sec
  14. 14. 実験3の結果と考察 Client2 で他プロセスが稼動していないとき(90~120 sec 付近)は、Client1から分散処理 プロセスがmoveしている.Client2で他プロセスが稼動したとき(120~150 sec付近)は分散 処理プロセスはmoveせずsleepしている.Client2から分散処理プロセスがmoveしなかった のは,Client1で稼動しても閾値以上の他プロセス占有率が確保されないためである. 他プロセス占有率 (Client 1) 0 20 40 60 80 100 120 0 100 200 300 400 経過時間 [sec] 他プロセス占有率[%] プロセス稼動状況 (Client 1) 0 2 4 6 8 0 100 200 300 400 経過時間 [sec] プロセス数 active sleep other 他プロセス占有率 (Client 2) 0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 200 250 300 350 経過時間 [sec] 他プロセス占有率[%] プロセス稼動状況 (Client 2) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 100 200 300 400 経過時間 [sec] プロセス数 active sleep other
  15. 15. まとめ LAN利用者やOSのデーモンのプロセスに対する 分散処理プロセス数の割合を抑制した LAN環境に適応した負荷分散処理がされていることを 確認した LAN環境に適応した分散処理のために 分散処理プロセスに移動機能を設けた 全Clientを巡回し負荷情報を取得するTravelAgentを 実装した

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