Technical Report TR-1994-04

BibliographyBecker, Wolfgang: Das HiCon-Modell : dynamische Lastverteilung für datenintensive Anwendungen in Workstation-Netzen.
University of Stuttgart, Faculty of Computer Science, Technical Report No. 1994/04.
28 pages, german.
CR-SchemaC.2.4 (Distributed Systems)
C.4 (Performance of Systems)
D.4.8 (Operating Systems Performance)
Abstract

Das hier vor gestellte Modell versucht im wesentlichen durch drei Ansätze, die Leistungssteigerungen durch dynamische Lastbalancierung für ein deutlich breiteres Feld von Anwendungen und Systemen anwendbar zu machen, als es derzeit möglich ist.

Teilsysteme werden durch zentrale Balancierungsverfahren verwaltet; erst zwischen Teilsystemen werden dezentrale Verfahren eingesetzt, um hohe Skalierbarkeit zu gewährleisten. Das ermöglicht Lastverteilung im Zusammenspiel der Anwendungen und Ressourcen und vermeidet kontra-produktive Entscheidungen unabhängiger Balancierungskomponenten.

Der zweite wichtige Ansatz ist die Berücksichtigung mehrerer Ressourcen für Lastbalancierungsentscheidungen. So können Verteilungsstrategien im HiCon-Modell beispielsweise sowohl Prozessorauslastungen als auch Datenaffinitäten der Anwendungen im Entscheidungsalgorithmus kombinieren. Das eröffnet der Lastbalancierung ein weiteres Spektrum unterschiedlicher Anwendungen auf heterogenen Systemen.

Als dritter Schwerpunkt soll Lastbalancierung im HiCon-Modell adaptiv auf aktuelle Systemlast- und Anwendungsprofile reagieren können. Dazu wird eine Sammlung einfacher Strategien verwaltet, zwischen denen zur Laufzeit umgeschaltet wird, um wechselnde Lastprofile mit möglichst geringem Zusatzaufwand auf dem System zu balancieren.

Der Artikel stellt die Grundideen vor und validiert die Konzepte durch Messung verschiedener Anwendungen auf einem heterogenen Rechnernetz.

The HiCon model investigates three approaches to exploit performance improvement by dynamic load balancing for a wider range of applications and systems than it is possible nowadays.

Centralized load balancing schemes manage cells of the whole system. Between cells decentralized strategies are employed to achieve high scalability. This enables harmonized load balancing of applications and resources and avoids contra-productive decisions of independent load balancing agents.

The second approach is the consideration of multiple resources for load balancing decisions. For example, load balancing policies in the HiCon model may combine both processor utilization and data affinities of the applications for decision making. This opens a wide range of different application types for load balancing in heterogeneous environments.

The third issue is the facility to dynamically adapt HiCon load balancing to current system load and application profiles. Therefore, a collection of simple strategies is maintained. At run-time, load balancing switches between these strategies to distribute changing load patterns with minimal overhead across the system.

This article introduces the main ideas and validates the concepts through measurement of different applications on a heterogeneous computer network.

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Department(s)University of Stuttgart, Institute of Parallel and Distributed High-Performance Systems, Applications of Parallel and Distributed Systems (Prof. Reuter)
Entry dateJune 18, 1996
   Publ. Computer Science