[发明专利]一种基于共享机制的最小通讯负载平衡方法

说明书

本发明公开了一种基于共享机制的最小通讯负载平衡方法，属于共享机制下的任务划分方法方向，部分车辆由于目的地不同会从一个区域进入另一个区域，交换相邻区域边界处的交通流信息；将每台处理机对应的计算任务以一个原子或节点来表示，原子核量数表示理想状态下负载均衡的负载量，原子的电子数表示其计算负载量，仿真车辆迁移则模拟原子的得失电子过程，节点的计算范围则根据原子间的作用力移动，原子的有效区域交叉重叠最终形成所需要的空间划分结果。本发明通过建立离子化模型、计算节点间的负载，使得任务均衡调度的决策和信息进行提前共享，减少节点间的信息交换所引起的时延，加快节点间数据迁移，降低了因数据迁移而引起抖动性的问题。

技术领域

本发明属于共享机制下的任务划分方法方向，具体涉及一种基于共享机制的最小通讯负载平衡方法。

背景技术

对于一个分布式交通仿真系统而言，多个节点间的任务划分和动态的任务分配调度，很大程度上影响着系统的性能，因而一直受到人们的关注。各国的研究人员对此进行了相关研究，提出了一些任务划分算法，但多数研究者用固定的等空间划分来实现任务的划分而没有考虑到由于虚拟车辆的分布不均引起的负载不均衡问题，忽略了虚拟车辆的动态性，随着仿真的推演，主机间的负载将会失去平衡。有的研究者考虑到了动态的平衡问题，但多数是把单个的结点负载量作为结点负载均衡分配的依据，忽略了仿真车辆在任务划分后的迁移和仿真车辆信息在节点间的信息传输问题，而且使得节点间的通信量大大增加，从而导致算法的实现效果不够理想。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种基于共享机制的最小通讯的负载平衡方法，通过建立离子化模型、计算节点间的负载，使得任务均衡调度的决策和信息进行提前共享，减少节点间的信息交换所引起的时延，加快节点间数据迁移，降低了因数据迁移而引起抖动性的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于共享机制的最小通讯负载平衡方法，采用区域分解的任务划分方法,把计算任务分为等量的几部分,然后分别由集群系统中的PC机进行仿真计算,最后汇总输出仿真结果；在仿真过程中,部分车辆由于目的地不同会从一个区域进入另一个区域，交换相邻区域边界处的交通流信息；将每台处理机对应的计算任务以一个原子或节点来表示，原子核量数表示理想状态下负载均衡的负载量，原子的电子数表示其计算负载量，仿真车辆迁移则模拟原子的得失电子过程，节点的计算范围则根据原子间的作用力移动，原子的有效区域交叉重叠最终形成所需要的空间划分结果。

上述方法中，区域都有一个或几个与其连接的区域，称为区域的邻域，当任意两个原子之间互为邻域时，对于两个节点p_i和p_j的p_i∩p_j区域中仿真车辆Q的归属权由负载量q_i与负载量q_j对Q的作用效果的大小决定。计算任务区域内任意仿真车辆至少被一个节点感知，对有限圆的条件下完成区域的完全覆盖。当两个节点所在的距离不大于两个节点的半径之和时，则两个节点存在一个连通区域。

上述方法中，如果一个周期内节点p_i半径为R_is，下一周期其半径为R_is'则：

其中δ为小于1的浮点数，代表原子的膨胀速度系数；为每个原子的核子数；q_i为原子i所具有的电子数。判断原子间是否相交，如果不相交，负载量q_i和q_j根据电子量的大小移动，原子的半径发生变化。本发明中使用负载任务量的方差衡量节点间的负载平衡。原子按照自身的负载量来进行半径的扩大或缩小，同时根据邻接原子的相互作用效果的大小来调整原子之间的相对位置。