A Control-Based Load Balancing Algorithm with Flow Control for Dynamic and Heterogeneous Servers
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Publicações do PESC
Apesar de o problema de balanceamento de carga ser fundamental e ter sido bem estudado como problema de alocação de recursos, os cenários e tecnologias diferentes que sempre surgem em sistemas distribuídos demandam novas abordagens e algoritmos. Nesse contexto, nós consideramos um problema prático de um cenário real no qual os servidores são heterogêneos e sujeitos a uma carga de fundo não controlada pelo balanceador de carga. Nesses casos, políticas clássicas tais como Round Robin ou mais novas como Join the Shortest Queue não são efetivas. Nós propomos um algoritmo de balanceamento de carga que despacha requisições a um conjunto de servidores heterogêneos de acordo com a sua disponibilidade de recursos de CPU, utilizando controle com retroalimentação para prevenir sobrecarga. Nós implementamos essa política e avaliamos sua performance em um cenário real controlado. Nossa avaliação indica que o algoritmo proposto é mais eficaz em distribuir a carga do que outras políticas clássicas nesse cenário, em particular quando a carga de fundo é dinâmica.
Although load balancing is a fundamental and well-studied problem in resource allocation, the ever changing scenarios and technologies in distributed systems demand new approaches and algorithms. In this context, we consider a real world scenario where servers are heterogeneous and have dynamic background loads not controlled by the load balancer. In such scenarios, classic round robin policy or the novel join-the-shortest-queue policy are not effective. We propose a load balancing algorithm that dispatches requests to a set of heterogeneous servers according to their CPU availability using a feedback control loop to prevent overloading. We implement this policy and evaluate its performance in real and controlled scenarios. Our evaluation indicates the proposed algorithm is more effective in distributing load than other classic policies in this scenario, in particular when background load is dynamic.