[發明專利]一種基于共享機制的最小通訊負載平衡方法

有效

• 申請號: 201810826512.1
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109104470B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 朱先遠;王松林;丁超;邱旭
• 申請（專利權）人: 安徽商貿職業技術學院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F30/20
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 楊紅梅

本發明公開了一種基于共享機制的最小通訊負載平衡方法，屬于共享機制下的任務劃分方法方向，部分車輛由于目的地不同會從一個區域進入另一個區域，交換相鄰區域邊界處的交通流信息；將每臺處理機對應的計算任務以一個原子或節點來表示，原子核量數表示理想狀態下負載均衡的負載量，原子的電子數表示其計算負載量，仿真車輛遷移則模擬原子的得失電子過程，節點的計算范圍則根據原子間的作用力移動，原子的有效區域交叉重疊最終形成所需要的空間劃分結果。本發明通過建立離子化模型、計算節點間的負載，使得任務均衡調度的決策和信息進行提前共享，減少節點間的信息交換所引起的時延，加快節點間數據遷移，降低了因數據遷移而引起抖動性的問題。

技術領域

本發明屬于共享機制下的任務劃分方法方向，具體涉及一種基于共享機制的最小通訊負載平衡方法。

背景技術

對于一個分布式交通仿真系統而言，多個節點間的任務劃分和動態的任務分配調度，很大程度上影響著系統的性能，因而一直受到人們的關注。各國的研究人員對此進行了相關研究，提出了一些任務劃分算法，但多數研究者用固定的等空間劃分來實現任務的劃分而沒有考慮到由于虛擬車輛的分布不均引起的負載不均衡問題，忽略了虛擬車輛的動態性，隨著仿真的推演，主機間的負載將會失去平衡。有的研究者考慮到了動態的平衡問題，但多數是把單個的結點負載量作為結點負載均衡分配的依據，忽略了仿真車輛在任務劃分后的遷移和仿真車輛信息在節點間的信息傳輸問題，而且使得節點間的通信量大大增加，從而導致算法的實現效果不夠理想。

發明內容

根據以上現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出一種基于共享機制的最小通訊的負載平衡方法，通過建立離子化模型、計算節點間的負載，使得任務均衡調度的決策和信息進行提前共享，減少節點間的信息交換所引起的時延，加快節點間數據遷移，降低了因數據遷移而引起抖動性的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于共享機制的最小通訊負載平衡方法，采用區域分解的任務劃分方法,把計算任務分為等量的幾部分,然后分別由集群系統中的PC機進行仿真計算,最后匯總輸出仿真結果；在仿真過程中,部分車輛由于目的地不同會從一個區域進入另一個區域，交換相鄰區域邊界處的交通流信息；將每臺處理機對應的計算任務以一個原子或節點來表示，原子核量數表示理想狀態下負載均衡的負載量，原子的電子數表示其計算負載量，仿真車輛遷移則模擬原子的得失電子過程，節點的計算范圍則根據原子間的作用力移動，原子的有效區域交叉重疊最終形成所需要的空間劃分結果。

上述方法中，區域都有一個或幾個與其連接的區域，稱為區域的鄰域，當任意兩個原子之間互為鄰域時，對于兩個節點p_i和p_j的p_i∩p_j區域中仿真車輛Q的歸屬權由負載量q_i與負載量q_j對Q的作用效果的大小決定。計算任務區域內任意仿真車輛至少被一個節點感知，對有限圓的條件下完成區域的完全覆蓋。當兩個節點所在的距離不大于兩個節點的半徑之和時，則兩個節點存在一個連通區域。

上述方法中，如果一個周期內節點p_i半徑為R_is，下一周期其半徑為R_is'則：

其中δ為小于1的浮點數，代表原子的膨脹速度系數；為每個原子的核子數；q_i為原子i所具有的電子數。判斷原子間是否相交，如果不相交，負載量q_i和q_j根據電子量的大小移動，原子的半徑發生變化。本發明中使用負載任務量的方差衡量節點間的負載平衡。原子按照自身的負載量來進行半徑的擴大或縮小，同時根據鄰接原子的相互作用效果的大小來調整原子之間的相對位置。