Εισαγωγή Ε-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ Εαρινό Εξάµηνο 2005-06 «ροµολόγηση ιεργασιών (2/2): Οργάνωση Επεξεργαστών και ιεργασιών (α)» Οργάνωση επεξεργαστών Πολιτικές καταχώρισης επεξεργαστών Προσέγγιση στάθµισης φόρτου Προσέγγιση καταµερισµού φόρτου Μετανάστευση κώδικα ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εργασία Θα ανακοινωθεί σύντοµα στη σελίδα του µαθήµατος ύο φάσεις εν θα υπάρχει ενδιάµεση παράδοση E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 1 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 2 Οργάνωση επεξεργαστών Κατανεµηµένο σύστηµα: συλλογή µηχανών µε έναν ή περισσότερους επεξεργαστές η κάθε µία. Τρόποι οργάνωσης των επεξεργαστών Μοντέλο δεξαµενής επεξεργαστών (processor pool model) Μοντέλο σταθµών εργασίας (workstation model) Υβριδικό µοντέλο (hybrid model) Πρακτικός συνδυασµός των δύο πρώτων ακραίων µοντέλων Χρησιµοποιείται στις περισσότερες εγκαταστάσεις κατανεµηµένων συστηµάτων E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 3 Μοντέλο δεξαµενής επεξεργαστών Οι διαθέσιµοι επεξεργαστές συγκεντρώνονται σε λίγες µηχανές (εξυπηρετητές υπολογισµών compute servers) Κάθε εξυπηρετητής περιέχει πολλούς επεξεργαστές υψηλής επίδοσης Οι µηχανές παρέχουν µια δεξαµενή διαθέσιµων επεξεργαστών που παραχωρούνται δυναµικά στους χρήστες Κάθε χρήστης έχει έναν τερµατικό σταθµό χαµηλής ισχύος κόστους µε ικανοποιητικό σύστηµα γραφικών Το µοντέλο πλησιάζει τα συστήµατα πολυπρογραµµατισµού Το πλήθος των χρηστών αποσυνδέεται από το πλήθος των επεξεργαστών Οι χρήστες χρησιµοποιούν όσους επεξεργαστές χρειάζονται για µικρά χρονικάδιαστήµατα εν υπάρχει η έννοια του ιδιοκτήτη κατόχου, όλοι οι επεξεργαστές ανήκουν σε όλους τους χρήστες Οι τοπικοί τερµατικοί σταθµοί ανήκουν πλήρως στους χρήστες αλλά η ισχύς τους είναι περιορισµένη E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 4 Μοντέλο δεξαµενής επεξεργαστών Όλοι οι πόροι του συστήµατος, και όχι µόνο οι επεξεργαστές, συγκεντρώνονται σε λίγους εξυπηρετητές Π.χ., το σύστηµα παρέχει έναν ή περισσότερους εξυπηρετητές αρχείων Οι τερµατικοί σταθµοί µπορεί να µην έχουν τοπικούς δίσκους Η φόρτωση του λειτουργικού συστήµατος γίνεται µέσω του δικτύου Πλεονεκτήµατα τοπικών δίσκων Εύκολη διαχείριση του συστήµατος (π.χ., εύκολη εγκατάσταση ενός νέου ή αναβαθµισµένου προγράµµατος) Σύνδεση κάθε χρήστη σε οποιονδήποτε σταθµό και παροχή κοινής εικόνας του συστήµατος αρχείων: αν τα αρχεία ήταν αποθηκευµένα σε τοπικούς δίσκούς θα ήταν δυσκολότερη η διατήρηση της ίδιας κατάστασης τους Μοντέλο δεξαµενής επεξεργαστών Πλεονεκτήµατα Βαθµιαία ανάπτυξη του συστήµατος µε την προσθήκη νέων επεξεργαστών / πόρων στη δεξαµενή Ιδιαίτερα εύκολη συντήρηση του συστήµατος και αντικατάσταση των χαλασµένων σταθµών (όταν οι τερµατικοί σταθµοί δεν περιέχουν τοπικάαρχεία) Υψηλή απόδοση όταν οι χρήστες έχουν αυξηµένες υπολογιστικές ανάγκες: εύκολη παροχή της ισχύος που απαιτεί ο χρήστης Μειονεκτήµατα Αργή απόκριση στους χρήστες λόγω συνεχούς χρήσης του δικτύου Η κλιµάκωση του συστήµατος δεν είναι τόσο εύκολη στην πράξη Περιορισµένη χωρητικότητα δικτύου Μη γραµµική αύξηση της επίδοσης των εξυπηρετητών µε την αύξηση των διαθέσιµων πόρων (επεξεργαστών, δίσκων κλπ.) E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 5 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 6 1
Μοντέλο σταθµών εργασίας Το κατανεµηµένο σύστηµα αποτελείται από ισότιµους και ανεξάρτητους σταθµούς εργασίας διασκορπισµένους σε διάφορα σηµεία Σύνδεση µέσω τοπικού δικτύου υψηλής ταχύτητας Σύνδεση µέσω δικτύου ευρείας περιοχής Ορισµένοι σταθµοί µπορεί να χρησιµοποιούνται αποκλειστικά από έναν χρήστη ενώ άλλοι µπορεί να είναι κοινόχρηστοι Ένας σταθµός εργασίας: Έχει έναν άµεσα συνδεδεµένο χρήστη, ή Είναι αδρανής (idle) Οι υπολογιστικές ανάγκες ενός χρήστη ικανοποιούνται από τους τοπικούς πόρους του σταθµού εργασίας του Μόνο αν αυτοί δεν επαρκούν αναζητούνται πρόσθετοι πόροι Μοντέλο σταθµών εργασίας Πλεονεκτήµατα Παρέχει µικρούς χρόνους απόκρισης Τοπική εκτέλεση περισσότερων εφαρµογών ενός χρήστη, µε άµεση πρόσβαση στο υλικό Καθορισµός φόρτος του συστήµατος από τον χρήστη ανάλογα µε το πλήθος των εφαρµογών του Αξιοποίηση των σταθµών εργασίας που έχουν ήδη οι χρήστες εν απαιτείται η αγοράακριβών εξυπηρετητών υπολογισµών ή αρχείων Μειονεκτήµατα Τον περισσότερο χρόνο οι σταθµοί εργασίας παραµένουν αδρανείς ενώ άλλοι χρήστες, µε µεγάλες απαιτήσεις, δεν µπορούν να τους αξιοποιήσουν E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 7 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 8 Μοντέλο σταθµών εργασίας Υβριδικό µοντέλο Σε ένα µη κατανεµηµένο σύστηµα, ένας χρήστης πρέπει να εντοπίσει από µόνος του ένας αδρανή σταθµό και να εκτελέσει κάποια διεργασία του (π.χ. rsh) Σε ένα κατανεµηµένο σύστηµα πρέπει να παρέχεται: Αυτόµατος εντοπισµός σταθµών εργασίας που είναι αδρανείς ή έχουν χαµηλό φόρτο Αύξηση της συνολικής επίδοσης του συστήµατος µε ανάθεση διεργασιών προς εκτέλεση στους παραπάνω σταθµούς Ανάθεση εκτέλεσης διεργασίας Πριν από την εκκίνηση της διεργασίας Κατάτο χρόνο εκτέλεσής της: µετανάστευση (migration) διεργασίας Προσωρινή διακοπή εκτέλεσης Μεταφοράς της σε ένα νέο σταθµό εργασίας Συνέχιση της εκτέλεσής της Συνδυασµός των πλεονεκτηµάτων των δύο προηγούµενων µοντέλων Οι διαλογικές διεργασίες του χρήστη εκτελούνται τοπικά, στον προσωπικό σταθµό εργασίας Οι µη διαλογικές διεργασίας εκτελούνται στη δεξαµενή επεξεργαστών Οι αδρανείς σταθµοί εργασίας δεν αξιοποιούνται για την εκτέλεση διεργασιών άλλων χρηστών Επιτυγχάνεται Μικρός χρόνος απόκρισης Ικανοποιητικό βαθµό χρήσης των πόρων Υλοποίηση συνδυάζοντας απλούς σταθµούς εργασίας (χρήστες) µε πολύ ισχυρούς πολυεπεξεργαστές (δεξαµενή επεξεργαστών) E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 9 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 10 Υβριδικό µοντέλο Η υλοποίηση του ξεκινά µε κάποιο από τα δύο ακραία µοντέλα και προσθέτοντας ορισµένα στοιχεία του άλλου Μοντέλο δεξαµενής επεξεργαστών: οι τερµατικοί σταθµοί διαθέτουν τοπικούς δίσκούς Χρήση τους από το σύστηµα εικονικής µνήµης Αποθήκευση προσωρινών αρχείων που δηµιουργούν οι εφαρµογές Μοντέλο σταθµών εργασίας: συνδυασµός µε ένα κατανεµηµένο σύστηµα αρχείων που βασίζεται σε εξυπηρετητές Κάθε χρήστης µπορεί να βλέπει τα αρχεία του από κάθε σταθµό εργασίας ιατήρηση αντίγραφου ασφαλείας µόνο για αρχεία χρηστών στους κεντρικούς εξυπηρετητές αρχείων Πολιτικές καταχώρισης επεξεργαστών Αλγόριθµοι Καταχώρισης επεξεργαστών (processor allocation) Χρονοπρογραµµατισµού (scheduling) Αποφασίζουν σε ποιον επεξεργαστή θα εκτελεστεί η κάθε διεργασία ενός κατανεµηµένου συστήµατος Μεγιστοποίηση βαθµού χρήσης των επεξεργαστών Ελαχιστοποίηση ατοµικού κριτηρίου αξιολόγησης Χρόνος απόκρισης Λόγος απόκρισης: πραγµατικός χρόνος για την εκτέλεση διεργασίας προς χρόνο εκτέλεσης σε κάποιον υποθετικό επεξεργαστή χωρίς φόρτο Ο λόγος απόκρισης λαµβάνει υπόψη και το ότι οι µεγάλες διεργασίες απαιτούν περισσότερο χρόνο εκτέλεσης από τις µικρές E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 11 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 12 2
Πολιτικές καταχώρισης επεξεργαστών Κατηγορίες αλγορίθµων Τοπικοί (local): η εξισορρόπηση του φόρτου γίνεται µόνο ανάµεσα σε γειτονικούς κόµβους του συστήµατος Καθολικοί (global): υπολογίζεται ο µέσος φόρτος σε ολόκληρο το σύστηµα και κατόπιν κάθε κόµβος προσαρµόζει το δικό του φόρτο Εύρεση τοπικά ελάχιστου φορτωµένου επεξεργαστή πλεονεκτεί έναντι της εύρεσης καθολικού ελαχίστου Μεγάλη απόσταση µεταξύ επεξεργαστών (κόστος επικοινωνίας) Προτιµότερη η µετανάστευση σε κοντινό κόµβο κι όχι στον λιγότερο φορτωµένο Όταν υπάρχει µεταφορά πολλών δεδοµένων (π.χ. αρχείων) µαζί µε µια διεργασία ιατήρηση λιγότερων πληροφοριών σε έναν κόµβο για το φόρτο του συστήµατος Πολιτικές καταχώρισης επεξεργαστών Κατηγορίες αλγορίθµων Στατικοί (static): βασίζονται µόνο σε πληροφορίες για τη µέση συµπεριφοράτου συστήµατος υναµικοί (dynamic): αντιδρούν στη διαρκώς µεταβαλλόµενη κατάσταση του συστήµατος Στατικοί αλγόριθµοι Πλεονέκτηµα: απλούστεροι λόγω µη διατήρησης και επεξεργασίας πληροφοριών για τη κατάσταση του συστήµατος Μειονέκτηµα: Περιορισµός δυνατότητας αποφυγής καταστάσεων αδικαιολόγητα χαµηλής επίδοσης E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 13 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 14 Κατηγορίες υναµικών Αλγορίθµων (Ι) Συγκεντρωτικοί (centralized) Ένας και µόνο κόµβος έχει την ευθύνη του χρονοπρογραµµατισµού Συλλέγει όλες τις πληροφορίες κατάστασης του συστήµατος και λαµβάνει όλες τις αποφάσεις χρονοπρογραµµατισµού Ιδιότητες: χαµηλή αξιοπιστία, µη ανοχή σε σφάλµατα Κατανεµηµένοι (distributed) Υπάρχουν k φυσικάκατανεµηµένες οντότητες Κάθε οντότητα θεωρείται ως ένας τοπικός ελεγκτής Εκτελείται ασύγχρονα και ταυτόχρονα µε τους άλλους Είναι υπεύθυνος για τον χρονοπρογραµµατισµό ενός προκαθορισµένου συνόλου κόµβων Όλες οι οντότητες (ελεγκτές) είναι ισοδύναµες Πλήρες κατανεµηµένο σύστηµα: κάθε κόµβος έχει τη δική του οντότητα ελεγκτή που αποφασίζει για µεταφοράτοπικών διεργασιών και αποδοχή αποµακρυσµένων Κατηγορίες υναµικών Αλγορίθµων (ΙΙ) Συνεργατικοί (cooperative) Οι οντότητες συνεργάζονται µεταξύ τους για τη λήψη αποφάσεων Μη συνεργατικοί (non cooperative) Κάθε οντότητα δρα αυτόνοµα λαµβάνοντας αποφάσεις ανεξάρτητα από αυτές των υπολοίπων οντοτήτων Οι συνεργατικοί αλγόριθµοι είναι πιο πολύπλοκοι αλλά και πιο σταθεροί σε σχέση µε τους µη συνεργατικούς E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 15 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 16 Επιθυµητά χαρακτηριστικά καλού αλγορίθµου Να µη βασίζεται σε εκ των προτέρων γνώση των χαρακτηριστικών και απαιτήσεων των διεργασιών για πόρους Να είναι δυναµικός Να λαµβάνει αποφάσεις ώστε η εκχώρηση διεργασιών σε κόµβους να εναρµονίζεται µε τον τρέχοντα φόρτο του συστήµατος Να έχει την ικανότητα γρήγορης λήψης αποφάσεων Η εκχώρηση διεργασιών σε κόµβους να µη βασίζεται σε χρονοβόρες µεθόδους εύρεσης της βέλτιστης λύσης. Συνήθως προτιµώνται ευριστικές µέθοδοι Να εξασφαλίζει ισορροπία στην επίδοση του συστήµατος και την επιβάρυνση του χρονοπρογραµµατισµού Συγκέντρωση πολλών πληροφοριών δεν σηµαίνει έξυπνες αποφάσεις Κόστη επικοινωνίας, Μειωµένη χρησιµότητα λόγω γήρανσης και χαµηλής συχνότητας χρονοπρογραµµατισµού Επιθυµητός συνδυασµός: απόδοση συστήµατος κοντάστη βέλτιστη µε χρήση ελάχιστης δυνατής πληροφορίας Επιθυµητά χαρακτηριστικά καλού αλγορίθµου Να είναι σταθερός (stable) Μια διεργασία να µεταναστεύει (ιδανικά) µια φορά Αλώνισµα διεργασιών: φαινόµενο συνεχούς και άκαρπης µετανάστευσης διεργασιών Όταν οι αποφάσεις λαµβάνονται από κάθε κόµβο ανεξάρτητα ή βασίζονται σε απαρχαιωµένες πληροφορίες Όταν αγνοούνται οι διεργασίες που ήδη µεταφέρονται σε κάποιο κόµβο κατάτον υπολογισµό του φόρτου του Να είναι κλιµακώσιµος Να µπορεί να εφαρµοστεί σε όλα τα δίκτυα, ανεξαρτήτως µεγέθους Να είναι ανεκτικός σε βλάβες Να µην αχρηστεύεται από την πτώση ενός ή περισσότερων κόµβων Να λειτουργεί ορθάκαι όταν οι κόµβοι διαιρούνται σε δύο ή περισσότερες οµάδες (π.χ. λόγω αποτυχιών ζεύξης) Να είναι δίκαιος ύο χρήστες που υποβάλλουν ταυτόχρονα ισοδύναµες διεργασίες να λαµβάνουν περίπου ίδιας ποιότητας υπηρεσίες E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 17 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 18 3
Τεχνικές χρονοπρογραµµατισµού σε ΚΣ Προσέγγιση εκχώρησης καθηκόντων (task assignment) Κάθε διεργασία που υποβάλλεται από κάποιο χρήστη θεωρείται σαν µια συλλογή από σχετικάκαθήκοντα που δροµολογούνται στους κόµβους ώστε να επιτυγχάνεται βελτίωση της επίδοσης Προσέγγιση στάθµισης φόρτου (load balancing) Όλες οι διεργασίες κατανέµονται στους κόµβους έτσι ώστε να εξισώνεται ο φόρτος εργασίας (workload) τους Προσέγγιση καταµερισµού φόρτου (load sharing) Προσπαθεί να διατηρήσει την ικανότητα του συστήµατος να παράγει έργο εξασφαλίζοντας ότι κανένας κόµβος δεν παραµένει αδρανής Προσέγγιση εκχώρησης καθηκόντων Έχει περιορισµένη εφαρµογή σε πραγµατικές καταστάσεις Τα χαρακτηριστικάτων διεργασιών που πρέπει να δροµολογηθούν πρέπει να είναι γνωστάπροκαταβολικά Στατική µέθοδος: οι αλγόριθµοι της συγκεκριµένης προσέγγισης δεν µπορούν να διαχειριστούν τη δυναµικάµεταβαλλόµενη κατάσταση του συστήµατος E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 19 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 20 Προσέγγιση στάθµισης φόρτου Ιδέα: Επιτυγχάνεται καλύτερη χρήση των πόρων ενός ΚΣ όταν ο φόρτος του είναι εξίσου µοιρασµένος στους διάφορους κόµβους του ιαφανής µεταφορά φόρτου εργασίας από τους βαριά στους ελαφριά φορτωµένους κόµβους Στόχος η εξασφάλιση καλής συνολικής επίδοσης (throughput) Αλγόριθµος στάθµισης φόρτου - Πολιτικές Πολιτική εκτίµησης φόρτου (load estimation) Τρόπος εκτίµησης φόρτου εργασίας ενός συγκεκριµένου κόµβου του συστήµατος Πολιτική µεταφοράς διεργασιών (process transfer) Καθορισµός τοπικής ή αποµακρυσµένης εκτέλεσης µίας διεργασίας Πολιτική επιλογής (selection) Επιλογή διεργασίας που θα µεταφερθεί σε κάποιον αποµακρυσµένο κόµβο Πολιτική τοποθέτησης (location) Καθορισµός του κόµβου στον οποίον θα αποσταλεί η διεργασία που έχει επιλεγεί για µεταφορά E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 21 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 22 Αλγόριθµος στάθµισης φόρτου - Πολιτικές Πολιτική ανταλλαγής πληροφοριών κατάστασης (state information exchange) Πως και πότε ανταλλάσσονται πληροφορίες για το φόρτο του συστήµατος µεταξύ των κόµβων, καθώς και το είδος τους Πολιτική εκχώρησης προτεραιοτήτων (priority assignment) Καθορισµός προτεραιοτήτων εκτέλεσης των τοπικών και αποµακρυσµένων διεργασιών σε ένα συγκεκριµένο κόµβο Πολιτική περιορισµού µετανάστευσης (migration limiting) Προσδιορισµός συνολικού αριθµού φορών που µία διεργασία µπορεί να µεταναστεύσει από έναν κόµβο σε έναν άλλον Πολιτικές εκτίµησης φόρτου Παράµετροι εκτίµησης φόρτου εργασίας σε έναν κόµβο Συνολικός αριθµός διεργασιών στον κόµβο Απαιτήσεις των διεργασιών αυτών για πόρους Μίγµατα των εντολών των διεργασιών αυτών Αρχιτεκτονική και ταχύτητα επεξεργαστή του κόµβου Τρέχουσα κατάσταση κόµβου: συχνός και αποδοτικός υπολογισµός του φόρτου εργασίας Αποκλείεται η εξαντλητική χρήση όλων των παραπάνω παραµέτρων Πρακτική χρήση Συνολικός αριθµός διεργασιών: ποικίλει σηµαντικάανάλογα µε το χρόνο εξυπηρέτησης των διεργασιών Άθροισµα εναποµεινάντων χρόνων εξυπηρέτησης όλων των διεργασιών στον κόµβο Σε έναν αδρανή κόµβο υπάρχουν µόνιµα κάποιες διεργασίες Βαθµός χρήσης της ΚΜΕ: πλήθος κύκλων της ΚΜΕ που αξιοποιούνται ανάµονάδα πραγµατικού χρόνου E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 23 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 24 4
Πολιτικές µεταφοράς διεργασιών Τρόπος προσδιορισµού αν ένας κόµβος είναι ελαφριά ή βαριά φορτωµένος Πολιτική κατωφλιού (threshold): προσδιορισµός τιµής κατωφλιού για κάθε κόµβο Αν δεν επιλεγεί σωστάµπορεί να οδηγήσει σε ανισορροπία στο σύστηµα ή σε αλώνισµα επεξεργαστών Πολιτικές προσδιορισµού τιµής κατωφλιού Στατική: κάθε κόµβος έχει µια προκαθορισµένη τιµή που εξαρτάται από την επεξεργαστική ικανότητάτου. Η τιµή δεν µεταβάλλεται και εποµένως δεν απαιτείται ανταλλαγή πληροφοριών κατάστασης υναµική: Η τιµή υπολογίζεται σαν το γινόµενο του µέσου φόρτου εργασίας όλων των κόµβων µε µία προκαθορισµένη, για τον κόµβο, σταθερά (ανάλογη της επεξεργαστικής ισχύος) Ρεαλιστική τιµή κατωφλιού (+) Επιβάρυνση λόγω ανταλλαγής πληροφοριών κατάστασης (-) Πολιτικές µεταφοράς διεργασιών Πολιτική µοναδικού κατωφλιού (single-threshold) Ένα µόνο κατώφλι για κάθε κόµβο Πιθανές καταστάσεις: υπερφορτωµένη (overloaded) και υποφορτωµένη (underloaded) Ένας κόµβος δέχεται νέες διεργασίες (τοπικές ή αποµακρυσµένες) µόνο αν είναι υποφορτωµένος ιαφορετικάεπιχειρεί να µεταφέρει τις τοπικές διεργασίες σε άλλους κόµβους Ζητήµατα για τη µεταφορά διεργασιών Αστάθεια πολιτικής µοναδικού κατωφλιού Η µεταφοράµιας τοπικής διεργασίας πρέπει να ωφελεί σηµαντικάτην επίδοση των υπολοίπων τοπικών διεργασιών Η αποδοχή αποµακρυσµένων διεργασιών δεν πρέπει να επηρεάζει σηµαντικάτην εξυπηρέτηση των ήδη εκτελούµενων τοπικών διεργασιών E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 25 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 26 Πολιτικές µεταφοράς διεργασιών Πολιτικές επιλογής Πολιτική δύο κατωφλιών (double-threshold) ύο τιµές κατωφλιού: υψηλό και χαµηλό σηµάδι Πιθανές καταστάσεις: υπερφορτωµένη, κανονική και υποφορτωµένη Υπερφορτωµένος κόµβος: νέες τοπικές διεργασίες αποστέλλονται αλλού και αιτήσεις για αποδοχή αποµακρυσµένων διεργασιών απορρίπτονται Κανονική κατάσταση: εκτελούνται νέες τοπικές διεργασίες µα απορρίπτονται αποµακρυσµένες Υποφορτωµένος κόµβος: επιτρέπεται η εκτέλεση τοπικών και αποµακρυσµένων διεργασιών Επιλογή των διεργασιών που πρέπει να µεταναστεύσουν από έναν υπερφορτωµένο κόµβο ύο γνωστές πολιτικές επιλογής Μη διακοπτόµενη (non preemptive): επιλέγει εκείνες τις διεργασίες που η δηµιουργίας τους προκάλεσε αύξηση του φόρτου του κόµβου πάνω από την τιµή των κατωφλιού. Χαµηλός κόστος µεταφοράς αφού οι διεργασίες δεν έχουν ξεκινήσει ιακοπτόµενη (preemptive): επιτρέπει τη διακοπή και µεταφορά ακόµα και µιας εκτελούµενης διεργασίας Το υψηλό κόστος µεταφοράς µπορεί να εκµηδενίσει τα οφέλη E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 27 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 28 Επιλογή του κόµβου στον οποίο θα µεταφερθεί µια διεργασία Πολιτική κατωφλιού (threshold) Πολιτική µικρότερου (shortest) Πολιτική πλειστηριασµού (bidding) Πολιτική ζευγαρώµατος (pairing) Πολιτική κατωφλιού Επιλέγεται τυχαία ένας κόµβος προορισµού για την προς εκτέλεση διεργασία και ελέγχεται αν ο κόµβος θα οδηγηθεί σε κατάσταση υπερφόρτωσης Αν ο έλεγχος είναι αρνητικός επιλέγεται ένας άλλος κόµβος Επανάληψη µέχρι έναν ορισµένο αριθµό διερευνήσεων και τελικά τοπική εκτέλεση Η επίδοση της πολιτικής δεν εξαρτάται από το όριο διερευνήσεων Παράτην απλότητα της πολιτικής, η απόδοση βελτιώνεται σηµαντικά Πολιτική µικρότερου Επιλέγονται τυχαία Lp κόµβοι προορισµού και ζητείται από τον κάθε έναν µε τη σειράνα προσδιορίσει το φόρτο του Επιλέγεται ο κόµβος µε το µικρότερο φόρτο και ακολουθείται η διαδικασία µεταφοράς όπως και πριν Πιθανή βελτίωση: διακοπή διερεύνησης µόλις βρεθεί ένας κόµβος µε µηδενικό φόρτο Η πολιτική µικρότερου δεν έχει σηµαντικάκαλύτερη απόδοση από την πολιτική κατωφλιού αν και χρησιµοποιεί περισσότερη πληροφορία E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 29 E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 30 5
Πολιτική πλειστηριασµού Κάθε κόµβος λειτουργεί ως διαχειριστής και ανάδοχος Ο διαχειριστής (manager) έχει διεργασίες για µεταφορά Ο ανάδοχος (contractor) µπορεί να δεχτεί αποµακρυσµένες διεργασίες Ο διαχειριστής εκπέµπει σε όλους κατάλληλο µήνυµα για προσφορές, δέχεται τις προσφορές και επιλέγει την καλύτερη (π.χ. πόροι) Η διεργασία µεταφέρεται για εκτέλεση στον πλειοδότη Αποφυγή υπερφόρτωσης Ένας ανάδοχος µπορεί να κερδίσει πολλούς πλειστηριασµούς Ο ανάδοχος ενηµερώνεται αρχικά ότι κέρδισε και επιβεβαιώνει ή απορρίπτει την διεργασία που θα αποδεχτεί. Σε περίπτωση απόρριψης, ο πλειστηριασµός επαναλαµβάνεται Πλεονέκτηµα: απόλυτη αυτονοµία των κόµβων Μειονεκτήµατα: επικοινωνία, είδος πληροφορίας που περιέχεται στις προσφορές E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 31 Πολιτική ζευγαρώµατος Μείωση της διακύµανσης του φόρτου µόνο µεταξύ ζευγών κόµβων Κάθε κόµβος µε >= 2 διεργασίες ρωτάτυχαία έναν κόµβο αν θέλει να ζευγαρώσουν Όσο περιµένει, απορρίπτει τυχόν αιτήσεις ζευγαρώµατος Επαναλαµβάνεται η διαδικασία όσο απαιτείται ηµιουργία ζευγαριού Μία η περισσότερες διεργασίες µεταναστεύουν από τον πιο βαριά φορτωµένο κόµβο στον άλλον Επιλογή µε βάση: (Χρόνος εξυπηρέτησης διεργασίας στον άλλον κόµβο) / (Χρόνος εξυπηρέτησης στον τρέχοντα κόµβο) Το κόστος µετανάστευσης συµπεριλαµβάνεται Όσο διαρκεί η µετανάστευση, αιτήσεις ζευγαρώµατος απορρίπτονται Μετάτην ολοκλήρωσή της, το ζευγάρι διαλύεται E-03: Λειτουργικά Συστήµατα ΙΙ 32 6