【联合容量比共识】使用异步有限时间分布式协调机制的数据中心CPU调度Matlab复现

科技   2024-11-13 00:00   福建  

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🔥 内容介绍

本文提出了一种联邦的、异步的、迭代的方案,允许一组互连节点在有限步骤内达成在预先指定范围内的一致性(共识)。虽然该方案可以应用于各种应用场景,但我们将其置于数据中心任务调度的背景下进行讨论。在本工作的背景下,该算法保证在有限的步骤内近似收敛到最优调度方案(在可用资源的条件下);并且保证所有节点同时终止。此外,作为一种异步方案,该方案能够在仍然收敛到目标的情况下,考虑到由落后节点或通信延迟带来的不确定性。此外,通过广泛的模拟实验评估,我们证明了该方法具有最先进的性能。

评估可以分为两个主要部分:

  1. 算法方案的验证,

  2. 量化其在各种配置下的性能。

算法评估

为了详细阐述算法评估,我们需要定义我们的配置;我们将参数元组定义为每次运行时变化的不同元素的数量。在本例中,我们改变网络大小(其节点N)及其预期延迟范围(延迟τ)。

容量一致性

这是一个基本的方案,它是同步的,并且不能容忍节点通信之间的任何延迟;从下面的图表中我们可以看到,在理想情况下,给定网络大小,它可以在几次迭代后收敛。

然而,由于延迟和同步在现实世界网络中是普遍存在的,因此这对于实际应用来说似乎不切实际。为了克服其缺点,我们引入了另一个概念——容量比一致性。

具有有限终止性的容量比一致性

数据中心的资源分配会导致大规模问题和网络,这自然需要异步解决方案。在已知网络直径的情况下,我们提出了一种异步算法,保证在τD的倍数内完成,其中τ是最大网络延迟,D是其直径。我们的方案基于比率一致性协议,并利用min-max一致性迭代,允许节点确定其比率彼此在ε范围内的时步,其中ε是一个小常数。

我们评估了我们提出的方案,其网络大小变化范围为:N = [20, 50, 100, 200, 300, 600],网络延迟变化范围为:τ = [1, 5, 10, 15, 20, 30]。我们对每个先前定义的参数元组运行算法10次试验,并汇总结果。

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

Author = {Andreas Grammenos and Themistoklis Charalambous and Evangelia Kalyvianaki},

Title = {CPU Scheduling in Data Centers Using Asynchronous Finite-Time Distributed Coordination Mechanisms},

Year = {2021},

Eprint = {arXiv:2101.06139},

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