Etmen Tabanlı Bir Grıd Sisteminde Csp Yaklaşımı Kullanılarak Güçlü Taşınabilirlikli Görevlerle Ağ Trafiği Yükü Dengeleme

Abstract

Bu çalışmada, etmen tabanlı bir grid sistemine bir ağ trafiği yükü dengeleme mekanizması önerilmiştir. Bu kapsamda etmen tabanlı grid sisteminde çalıştırılan uygulamaların(görevlerin) güçlü taşınabilirlikli bir şekilde taşınarak çalışma zamanında ağ trafiği yükü dengelemesi yapabileceği mekanizmalar eklenmiştir. İlgili mekanizmalar gerçeklenirken, kullanılan etmen tabanlı grid sisteminin yaşam döngüsünde ve sunduğu mesajlaşma altyapısında değişiklikler ve bunlara çeşitli eklemeler yapılmıştır. Etmen tabanlı grid sisteminde güçlü taşınabilirlik gerçeklenirken Java dilinde geliştirilmiş bir iplik serileştirme kütüphanesi kullanılmıştır. Güçlü taşınabilirlikli görev göçünün sağlanmasında kullanılan serileştirme mekanizmalarına ait görev yürütücüsünün etmen tabanlı grid sistemine entegrasyonu sağlanmıştır. Güçlü taşınabilirlik ve mesajlaşma altyapılarına yapılan eklentilerle birlikte, etmen tabanlı grid sistemi çalışma zamanında yük dengeleme yapılabilecek bir uygulama alanı haline getirilmiştir. Tezimizin asıl önerisi olarak sunabileceğimiz yapı ise etmen tabanlı grid sistemine ait ağ trafiği dengeleme mekanizmasının bir ağırlıklı CSP(kısıt karşılama problemi) şeklinde formulize edilerek gerçeklenmesidir. Tezimizde ağ trafiği yükü dengeleme algoritmamız grid sistemi açısından yük olarak belirlediğimiz çeşitli ağırlıkları olan kısıtların oluşturduğu bir CSP’nin çözümü olarak gerçeklenmiştir. Gerçeklenen bu mekanizma sayesinde sistemimiz açısından yük olarak gördüğümüz yeni bir grid parametresinin uygun formatta CSP’ye kısıt olarak eklenmesiyle ağ trafiği yükünü dengeleme algoritmamız yeni belirlediğimiz yüklere göre karar verir hale getirilebilmektedir. Bunlara ek olarak tezimizde kullandığımız tüm geliştirme araçları ve kütüphaneler Java dili tabanlı olduğundan, geliştirdiğimiz etmen tabanlı grid sisteminde ağ trafiği dengeleme işlemi Java dilinin sağlamış olduğu platform bağımsız çalışabilme özelliğine uyumlu bir yapı arz etmektedir. Sonuç olarak verdiği kararlar bir CSP’ye kısıtlar ekleyerek değiştirilebilecek esneklikte, platform bağımsızlık konusunda desteği olan bir ağ trafik yükü dengeleme algoritması ortaya çıkmıştır.

In this thesis we present a dynamic network traffic balancing approach using strong migration on an agent based grid environment. The thesis focuses on three different areas, namely load balancing, strong mobility and CSP (Constraint Satisfaction Problem) approach. We use CSP approach for making task migration decisions. Strong task migration is used to move tasks between nodes at runtime to maintain dynamic balancing. Our approach is implemented on an agent based grid system, where all loads can be formulated as weighted constraints of a CSP. We define inter-messaging rates of tasks as the main load of our system. Activated by the results produced by CSP execution, the strong migration mechanism we have integrated into the grid system maintains dynamic traffic balancing by transferring tasks such that frequently communicating tasks end up on the same node and do not consume network bandwidth. Experimental results show remarkable reduction on network use of the grid system. All grid components, algorithms and the applied migration approach are fully implemented in Java and the grid system can work over standard JVMs. This makes our approach platform independent.