4. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2. Một số vấn đề về hiệu năng
2.2.2.2 Cân bằng tải
Giả sử rằng nếu dữ liệu được phân tán trên các bộ nhớ địa phương của các bộ xử lý trong hệ thống nhiều máy tính, khi đó khối lượng cơng việc của các bộ xử lý cần phải được phân phối hợp lý trong suốt q trình tính tốn. Trong nhiều trường hợp, giả sử này là đúng, tuy nhiên trong thực tế điều này không phải lúc nào cũng thực hiện được. Giải pháp được đưa ra ở đây là cân bằng tải động nhằm mục đích làm thay đổi sự phân phối khối lượng công viêc giữa các bộ xử lý trong q trình thực hiện tính tốn.
Thông thường sau khi phân phối khối lượng công việc cho các bộ xử lý, quá trình cân bằng tải động thực hiện bốn bước cơ bản sau:
- Giám sát hiệu năng của các bộ xử lý.
- Trao đổi thông tin trạng thái giữa các bộ xử lý.
- Tính tốn và ra quyết định phân phối lại khối lượng công việc. - Thực hiện việc chuyển đổi dữ liệu thực sự.
Để thực hiện được điều này, rất nhiều thuật toán đã được đề xuất. Người ta phân lớp các thuật toán này theo các chiến lược: tập trung, phân tán hoàn toàn (fully distributed) và phân tán một nửa (semi distributed).
a) Các thuật toán cân bằng tải tập trung
Các thuật toán này thường đưa ra quyết định có tính chất tổng thể trong việc phân phối lại khối lượng công việc cho các bộ xử lý. Một vài thuật toán trong lớp này sử dụng thông tin hệ thống có tính tồn cục để lưu trạng thái các máy tính riêng lẻ. Thơng tin này sẽ giúp thuật tốn phân phối cơng việc một cách dễ dàng. Tuy nhiên, khối lượng thông tin tăng theo tỉ lệ thuận với số lượng các bộ xử lý, do đó nó địi hỏi khối lượng lớn bộ nhớ trên một bộ xử lý để lưu thông tin trạng thái. Vì vậy thuật tốn thuộc lớp này không được tiếp cận một cách rộng rãi.
b) Các thuật tốn cân bằng tải phân tán hồn tồn
Trong các thuật tốn dạng này, mỗi bộ xử lý có một bản sao về thơng tin trạng thái của hệ thống. Các bộ xử lý trao đổi thông tin trạng thái với nhau và sử dụng các thông tin này để làm thay đổi một cách cục bộ việc phân chia công việc. Tuy
nhiên các bộ xử lý chỉ có thơng tin trạng thái cục bộ nên việc cân bằng tải khơng tốt bằng các thuật tốn cân bằng tải tập trung.
c) Các thuật toán cân bằng tải phân tán một nửa
Các thuật toán thuộc lớp này chia các bộ xử lý thành từng miền. Trong mỗi miền sử dụng thuật toán cân bằng tải tập trung để phân phối công việc cho các bộ xử lý thuộc miền đó.