10.14489/vkit.2015.11.pp.031-040

DOI: 10.14489/vkit.2015.11.pp.031-040

Каляев А. И., Каляев И. А., Коровин Я. С.
МЕТОД МУЛЬТИАГЕНТНОГО ДИСПЕТЧИРОВАНИЯ РЕСУРСОВ В ГЕТЕРОГЕННОЙ ОБЛАЧНОЙ СРЕДЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПОТОКА ЗАДАЧ
(c. 31-40)

Аннотация. Раcсмотрена проблема адаптивного диспетчирования (распределения) ресурсов в облачной вычислительной среде (ОВС), включающей в свой состав разнотипные (гетерогенные) вычислительные ресурсы, при решении потока крупномасштабных научных задач, поступающих в произвольные моменты времени и состоящих из множества информационно взаимосвязанных подзадач. Сформулирована задача диспетчирования ОВС для различных вариантов исходной постановки. Предложены принципы и методы мультиагентного диспетчирования ресурсов гетерогенной ОВС при решении потока крупномасштабных задач, обеспечивающие адаптивное распределение всех свободных в текущий момент времени вычислительных ресурсов ОВС с учетом их реальной производительности на различных подзадачах. Приведены алгоритмы работы программного агента мультиагентного диспетчера для различных вариантов организации ОВС, а также результаты исследования их эффективности с помощью программной модели гетерогенной ОВС.

Ключевые слова: облачная вычислительная среда; децентрализованный диспетчер; мультиагентное диспетчи-рование; поток крупномасштабных задач; адаптивное распределение ресурсов.

Kalyaev A. I., Kalyaev I. A., Korovin Ya. S.
METHOD OF MULTIAGENT DISPATCHING RESOURCES IN HETEROGENEOUS CLOUD ENVIRONMENTS WHILE PERFORMING FLOW OF INCOMING TASKS
(pp. 31-40)

Abstract. The work is devoted to solving the fundamental problem of the adaptive allocation of resources in a CCE (Cloud Computing Environment), which consists of heterogeneous computing resources for solving incoming flow of large-scale scientific tasks coming at random moments and consisting of interconnected subtasks. It is assumed that, in general, all the computing resources that are part of the CCE have different specializations (can solve different sets of sub-tasks), and the different performance when solving similar tasks. The article formulates four options for setting the problem of allocation of heterogeneous resources in CCE depending on the specific conditions of its organization. It is shown that the solution of these problems by centralized controller is extremely difficult. Therefore, this article offers guidelines how to use heterogeneous multi-agent allocation of resources in CCE while solving large-scale flow of tasks, providing adaptive distribution of all available at the current time computing resources with regard to their specialization and the actual performance on various subtasks. Authors describe algorithms of multi-agent software agent dispatching for all four original formulations of the problem. Authors researched developed multi-agent allocation algorithms using the program model of heterogeneous CCE, and results demonstrated their efficiency. Implementing the proposed approach to the problem of scheduling heterogeneous CCE allows you to: – Provide a quasi-optimal automatic allocation of resources CCE in resolving problems based on their expertise and real performance on a given task; – Ensure high payload of resources of CCE; – Allow unlimited scalability of heterogeneous computing resources in CCE; – Provide increased fault tolerance in CCE, since it lacks components, failure of which leads to disastrous consequences for the whole system.

Keywords: Cloud computing environment; Decentralized controller; Multi-agent dispatching; Flow of large-scale tasks; Adaptive resource allocation.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. И. Каляев, И. А. Каляев, РАН, Я. С. Коровин (Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных и управляющих систем, Таганрог) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

A. I. Kalyaev, I. A. Kalyaev, Ya. S. Korovin (Scientific Research Institute of Multiprocessing Computing and Control Systems, Taganrog) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Kepes Ben. Understanding the Cloud Computing Stack: SaaS, PaaS, IaaS [Электронный ресурс] // Rack-space. Support Network. URL: http://www.rackspace.com/ knowledge_center/whitepaper/understanding-the-cloud-computing- stack-saas-paas-iaas (дата обращения 01.09.2015).
2. Kalyaev A. I . Multiagent Approach for Building Distributed Adaptive Computing System [Электронный ресурс] // Procedia Computer Science: Intern. Conf. on Computational Science. 2013. V. 18. P. 2193 – 2202. doi:10.1016/j.procs.2013.05.390.
3. Коннов А. Л. Моделирование облачных технологий в вычислительных системах [Электронный ре-сурс]. URL: http://conference.osu.ru/assets/files/conf_reports/ conf9/436.doc (дата обращения: 01.09.2015).
4. О проекте [Электронный ресурс] // Облако СО РАН. URL: http://cloud.sbras.ru/ru/about (дата обращения: 01.09.2015).
5. Каляев А. И. Децентрализованная организация диспетчера GRID на базе сообществ агентов // Изв. ЮФУ. Технические науки. 2011. № 8 (121). С. 230 – 238.
6. Каляев А. И. Метод и алгоритмы адаптивной организации распределенных вычислений в децентрализованной GRID // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2012. № 4. С. 28 – 33.
7. Kalyaev A. I., Korovin Ya. S. Adaptive Multiagent Organization of the Distributed Computations // AASRI Procedia. 2014. V. 6. P. 49 – 58. doi:10.1016/j.aasri. 2014.05.008.
8. Introduction to Algorithms / T. H. Cormen et al. 2nd ed. Cambridge, Massachusetts London, England, 2001. 984 р. URL: http://www.mif.vu.lt/~valdas/ALGORITMAI/ LITERATURA/Cormen/Cormen.pdf (дата обращения: 01.09.2015).

Eng

1. Kepes Ben. Understanding the cloud computing Stack: SaaS, PaaS, IaaS. Rackspace. Support Network. Available at: http://www.rackspace.com/knowedge_center/whitepaper/understanding-the-cloud-computing- stack-saas-paas-iaas (Ac-cessed 01.09.2015).
2. Kalyaev A. I. (2013). Multiagent approach for building distributed adaptive computing system. Procedia Computer Science: Intern. Conf. on Computational Science. Vol. 18, pp. 2193 – 2202. doi:10.1016/j.procs.2013.05.390.
3. Konnov A. L. Modeling of cloud technologies in computing systems. Available at: http://conference.osu.ru/assets/files/conf_reports/conf9/436.doc (Accessed: 01.09.2015).
4. About the project. Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences cloud. Available at: http://cloud.sbras.ru/ru/about (Accessed: 01.09.2015).
5. Kalyaev A. I. (2011). Decentralized organization of GRID manager based on the agents communities. Izvestiia IuFU. Tekhnicheskie nauki. 121(8), pp. 230-238.
6. Kalyaev A. I. (2012). Method and algorithms of the adaptive organization for distributed calculations in decen-tralized GRID. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (4), pp. 28-33.
7. Kalyaev A. I., Korovin Y. S. (2014). Adaptive multiagent organization of the distributed computations. AASRI Procedia. Vol. 6, pp. 49-58. doi:10.1016/j.aasri. 2014.05.008.
8. Cormen T. H. et al. (2001). Introduction to algo-rithms. (2nd ed.). Cambridge, Massachusetts London, Eng-land. Available at: http://www.mif.vu.lt/~valdas/ ALGORITMAI/LITERATURA/Cormen/Cormen.pdf (Ac-cessed: 01.09.2015).

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

{jform=1,doi=10.14489/vkit.2015.11.pp.031-040}

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below:

{jform=2,doi=10.14489/vkit.2015.11.pp.031-040}