狠狠撸

モバイルエージェントによるLAN
環境での適応的負荷分散
に関する研究
北海道大学大学院工学研究科
システム情報工学専攻
複雑系工学講座調和系工学分野
修士課程2年
伊場高志
平成14年度修士論文発表会

研究室などのLAN環境では大規模な計算を行うことがあり，
このような処理のためには分散処理が有効である．
背景
分散処理の例
Simulation
Server
Client Client Client
分散処理プロセス
Trial 1
Trial 2
Trial 3
?
?
Trial 1Trial 2Trial 3
LAN利用者に負担をかけてはならないため
負荷分散が必要である

LAN環境の特徴
LAN環境での分散処理において考慮すべき点
?LAN利用者，OSのデーモンに対して一定のCPU資源確保
?LAN環境中の全Clientの負荷情報の取得
?LAN環境に応じた分散処理プロセスの稼動
?Client数台～数百台
?負荷状態が動的で予測不可能
?LAN利用者，OSのデーモンプロセス投入時間，稼動時間が異なる
他プロセス
LAN利用者とOSの
デーモンプロセス
本研究ではClientを
数台と想定
LAN環境において環境の変化に適応した負荷分散処理
システムの構築
目的

システムの概要
全Clientの負荷情報の取得
負荷変動に適応するための分散処理プロセスの機能
全Clientを巡回し負荷情報を取得するTravelAgentをモバイルエージェントに
より実装する
LAN利用者やOSのデーモンのプロセスに一定のCPU資源を確保
各Clientにおいて他プロセス数に対する分散処理プロセス数の割合を抑制する
Do_active : active状態に移行
Do_sleep : sleep状態に移行
move : 他Clientへ移動
モバイルエージェント
により実現
active状態 : 稼動
sleep 状態 : 一時停止

適応的負荷分散
100?
? other
i
dp
i
other
i
PP
P
（他プロセス占有率）?
4?dp
iP
6?other
iP
0.60100
64
6
??
?
[%]
例:
dp
iP
other
iP ： Client i における他プロセス数
他プロセス数に対する分散処理プロセス数の割合を評価
： Client i における分散処理プロセス数
（他プロセス占有率の閾値）を設定し
以下の式はときのみ適用0?other
iP
を満たす様にを制御dp
iP
に設定50?iT [%]
ii TOPO ?
iT
iOPO
?iOPO

TravelAgent
TravelAgentの機能
Client 2 Client 3
Client １
全Clientにおける負荷情報の取得?提供の機能
TravelAgent
Client 1 1:2
Client 2 3:2
Client 3 1:1
Address othre
TAPdp
TAP :
32 ?dp
P
22 ?other
P
11 ?dp
P
21 ?other
P
dp
TAP ：TravelAgentが取得した
分散処理プロセス数
：TravelAgentが取得した
他プロセス数
other
TAP
13 ?dp
P
13 ?other
P
提供
取得

分散処理プロセス
: Client n の閾値
のClient j が存在
するならば
Do_active
Client j へmove
YES
NO
Do_sleep
YES
: Client n の他プロ
セス占有率
NO
Client i における分散処理プロセス
Do_active／Do_sleep／moveの分岐条件
ii TOPO ?
ij TOPO ?
nT
nOPO

動作確認実験
実験１ : 分散処理プロセスのDo_active、Do_sleepが適切に行
われているか
実験３ : moveが適切に行われているか（移動先のClientに
おける他プロセス数が変動）
実験２ : moveが適切に行われているか（移動先のClientにお
ける他プロセス数が一定）
実験概要

実験1
Client1台における他プロセス占有率の確保と分散処理
プロセスのDo_activeとDo_sleepの動作確認
2. 閾値60%
1. Server 1台，Client 1台 1. 分散処理プロセス数 10
1. Clientではメールデーモン等の数秒程度のプロセスが稼動
2. Clientに2分間稼動するLAN利用者のプロセスを30秒間隔で6個投入
計算機分散処理プロセス
他プロセス
設定
実験目的
2. 1 分散処理プロセスの
処理時間 40 sec

プロセス稼動状況
0
2
4
6
8
10
12
0 100 200 300 400 500 600
経過時間 [sec]
プロセス数
active
sleep
other
実験1の結果と考察
LAN利用者プロセス投入開始と終了位置
閾値
他プロセス占有率
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400 500 600
経過時間 [sec]
他プロセス占有率[%]
他プロセスの変化に適応して分散処理プロセスのDo_active，Do_sleepが行われたこと
より，閾値以上の他プロセス占有率が確保された．

実験2
moveの動作確認（移動先のClientにおける他プロセス数が一
定）
4. 閾値 60%
1. Server 1台，Client 2台（Client 1, 2 とする） 1. 分散処理プロセス数 10
他プロセス
設定
2. Client 1のみ分散処理プロセスを分配する
3. Client 2にLAN利用者のプロセスを5個投入
2. Client 1に2分間稼動するLAN利用者のプロセスを30秒間隔で6個投入
実験目的
処理時間 40 sec

70sec付近では，Client1から2へsleep状態の分散処理プロセスが6個moveした．250sec付近
では3個moveした．過渡状態があるものの，その後は安定している．
プロセス稼動状況 (Client 1)
0
2
4
6
8
10
12
0 100 200 300 400 500
経過時間 [sec]
プロセス数
active
sleep
other
0
1
2
3
4
5
6
7
0 100 200 300 400 500
経過時間 [sec]
プロセス数
active
sleep
other

実験3
2. 閾値 60%
1. Server 1台，Client 2台（Client 1, 2 とす
る）
1. 分散処理プロセス数 10
他プロセス
設定
3. Client 2 に30秒間稼動するLAN利用者のプロセスを30 秒間隔で投入
2. Client 1に2分間稼動するLAN利用者のプロセスを30秒間隔で6個投入
実験目的
moveの動作確認（移動先のClientにおける他プロセス数が変
動）
処理時間 40 sec

Client2 で他プロセスが稼動していないとき（90～120 sec 付近）は、Client1から分散処理
プロセスがmoveしている．Client2で他プロセスが稼動したとき（120～150 sec付近）は分散
処理プロセスはmoveせずsleepしている．Client2から分散処理プロセスがmoveしなかった
のは，Client1で稼動しても閾値以上の他プロセス占有率が確保されないためである．
他プロセス占有率 (Client 1)
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400
経過時間 [sec]
0
2
4
6
8
0 100 200 300 400
経過時間 [sec]
プロセス数
active
sleep
other
他プロセス占有率 (Client 2)
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250 300 350
経過時間 [sec]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 100 200 300 400
経過時間 [sec]
プロセス数
active
sleep
other

まとめ
?LAN利用者やOSのデーモンのプロセスに対する
分散処理プロセス数の割合を抑制した
?LAN環境に適応した負荷分散処理がされていることを
確認した
?LAN環境に適応した分散処理のために
?分散処理プロセスに移動機能を設けた
?全Clientを巡回し負荷情報を取得するTravelAgentを
実装した

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