Die Hardware-Entwicklung hat in den letzten Jahren eine Palette von immer leistungsfähigeren Rechnern und Kommunikationssystemen hervorgebracht. Aufgrund der Verbreitung, die Parallelrechner und insbesondere lokale Netzwerke aus Arbeitsplatzrechnern dadurch inzwischen erreicht haben, gibt es große Anstrengungen, die Rechenkapazitäten, die diese parallelen Systeme in der Summe ihrer Komponenten bieten, besser auszunutzen. Motivation dafür ist die oft zu beobachtende ungleichmäßige Auslastung des Gesamtsystems, die auftritt, wenn die Teilsysteme autonom sind und von den Benutzern unterschiedlich stark belastet werden, oder wenn parallele und verteilte Anwendungen - algorithmisch bedingt - ihre anfallende Last ungleichmäßig verteilen. Dies kann soweit gehen, daß einzelne Komponenten sehr stark belastet sind, andere überhaupt nicht. Eine ungleichmäßige Auslastung verlängert unnötigerweise die Ausführungszeit von Aufträgen auf den stärker belasteten Teilsystemen und reduziert den Gesamtdurchsatz im System. An dieser Stelle setzen die sogenannten Lastausgleichsverfahren an. Sie haben die Aufgabe, ein Ungleichgewicht in der Auslastung paralleler Systeme abzumildern, um kürzere Antwortzeiten bzw. höheren Systemdurchsatz zu erreichen.

Am Institut für Parallele und Verteilte Höchstleistungsrechner (IPVR) der Universität Stuttgart wird die Lastbalancierungsumgebung HiCon entwickelt und eingesetzt. HiCon verwendet als Ablaufumgebung vernetzte heterogene Workstations. Anwendungen, die unter HiCon ablaufen, haben eine Client-Server-Struktur und sind teilweise sehr datenintensiv. Client und Server einer Anwendungsklasse sind jeweils eigene Prozesse. Parallelisierung wird dadurch erreicht, daß mehrere Server-Prozesse gleichzeitig auf verschiedenen Work stations ablaufen und Aufträge der Clients bearbeiten. Dies bedingt Datenaustausch zwischen den einzelnen Servern. Kommunikation und Datenaustausch und die Steuerung des Ablaufs erfolgen über ein Laufzeitsystem, das durch zentrale Prozesse und Bibliotheksfunktionen realisiert ist. Das Modell verwendet eine zentrale Lastbalancierungsstrategie zur Informationsbeschaffung und Entscheidungsfindung. Es können mehrere zentral balancierte Cluster durch dezentrale Kooperation verknüpft werden.

In dieser Arbeit wird eine neue Struktur für das HiCon-System entwickelt, die anstatt auf Prozessen auf Threads als Haupt-Parallelisierungsmechanismus basiert. Dabei existiert pro beteiligtem Rechnerknoten nur ein einziger Prozess, der je nach Bedarf Threads zur Bearbeitung von anstehenden Aufträgen abspaltet. Bisher vorhandene Verwaltungsprozesse werden als Threads innerhalb des einen Prozesses realisiert. Die zentralisierte Struktur wird zugunsten einer dezentralen Verwaltung aufgegeben. Der Balancierungsalgorithmus wird an die neue Struktur angepaßt. Es hat sich gezeigt, daß diese neue knotenbasierte Struktur die Kommunikationskosten, Datenwartezeiten und andere Kostenfaktoren verringern kann und somit eine Verbeserung der Antwortzeiten für bestimmte Applikationen bewirkt. Es sind aber Schwächen gegenüber einer zentralen Balancierungsstruktur bezüglich der Qualität der zur Entscheidungsfindung notwendigen Informationen und der verwendeten Heuristiken deutlich geworden.