{"id":31148,"date":"2019-10-31T21:39:44","date_gmt":"2019-10-31T18:39:44","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novyj-balansirovshhik-nagruzki-na-cpu-ot-mit\/"},"modified":"2019-10-31T21:39:44","modified_gmt":"2019-10-31T18:39:44","slug":"novyj-balansirovshhik-nagruzki-na-cpu-ot-mit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/et\/blog\/administrirovanie\/novyj-balansirovshhik-nagruzki-na-cpu-ot-mit","title":{"rendered":"Uus CPU koormuse tasakaalustaja MIT-ilt","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Shenango s\u00fcsteemi plaanitakse kasutada andmekeskustes.<\/h5>\n

\n\"Uus<\/a><\/noindex>
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e Marco Verch<\/a><\/noindex> CC BY<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

\u00dche teenusepakkuja andmetel, andmekeskused kasutatud<\/a><\/noindex> kui palju 20\u201340% saadaolevatest arvutusressurssidest. Suure koormuse korral v\u00f5ib see n\u00e4itaja ulatus 60%-ni.<\/a><\/noindex>Selline ressursside jaotamine toob kaasa nn \u00abzombie-serverite\u00bb tekkimise. Need on masinad, mis suurema osa ajast seisavad, raisates elektrit. T\u00e4na seisab 30% serveritest maailmas t\u00f6\u00f6tleva elektrita<\/a><\/noindex>, tarbides elektrit 30 miljardi dollari eest aastas.<\/p>\n

MIT-s otsustati v\u00f5idelda arvutusressursside ebaefektiivse kasutamise vastu.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Inseneride meeskond arendas<\/a><\/noindex> protsessorite koormuse tasakaalustamise s\u00fcsteem nimega Shenango. Selle eesm\u00e4rk on j\u00e4lgida \u00fclesannete puhvri seisundit ja jaotada \u00abummikus\u00bb protsessid (mis ei saa protsessoriaega) vabadele masinatele.<\/p>\n

Kuidas Shenango t\u00f6\u00f6tab<\/h2>\n

\nShenango on Linuxi teek C keeles Rusti ja C++ sidumistega. Projekti kood ja testrakendused on avaldatud repositoriis<\/a><\/noindex> on GitHub.<\/p>\n

Lahenduse aluseks on IOKernel algoritm, mis t\u00f6\u00f6tab mitme protsessoriga s\u00fcsteemi eraldi tuumadel. See haldab CPU p\u00e4ringute k\u00e4sitlemist raamistiku kaudu DPDK<\/a><\/noindex>, mis v\u00f5imaldab rakendustel otse suhelda v\u00f5rgu seadmetega.<\/p>\n

IOKernel otsustab, millistele tuumadele konkreetsed \u00fclesanded \u00fcle anda. Algoritm m\u00e4\u00e4rab ka, kui palju tuumasid on vajalik. Iga protsessi jaoks m\u00e4\u00e4ratakse kindlaks p\u00f5hi tuumad (guaranteed) ja lisatuumad (burstable) \u2014 viimased aktiveeritakse siis, kui CPU p\u00e4ringute arv j\u00e4rsult suureneb.<\/p>\n

IOKernel'i p\u00e4ringute j\u00e4rjekord on korraldatud ringikujulise puhvri<\/a><\/noindex>. Iga viie mikrosekundi tagant kontrollib algoritm, kas k\u00f5ik m\u00e4\u00e4ratud \u00fclesanded on tuumale t\u00e4idetud. Selleks v\u00f5rdleb see puhvri 'pea' praegust asukohta oma 'saba' eelmise asukohaga. Kui selgub, et saba oli juba j\u00e4rjekorras eelmisel kontrollimisel, m\u00e4rgib s\u00fcsteem puhvri \u00fclekoormust ja eraldab protsessile t\u00e4iendava tuuma.<\/p>\n

Koormuse jaotamisel antakse prioriteet tuumadele, millel sama protsess oli eelnevalt k\u00e4imas ja mis on osaliselt j\u00e4\u00e4dvustatud vahem\u00e4lu, v\u00f5i igasugustele inaktiivsetele tuumadele.<\/p>\n

\"Uus
\n
\nShenango kasutab lisaks l\u00e4henemist t\u00f6\u00f6 varastamine<\/a><\/noindex>. \u00dcksikrakendusele eraldatud s\u00fcdamikud j\u00e4lgivad \u00fcksteise \u00fclesannete arvu. Kui \u00fcks s\u00fcdamik l\u00f5petab oma t\u00f6\u00f6\u00fclesannete loendi enne teisi, \"v\u00f5tab\" ta naabrite koormust maha.<\/p>\n

Eelised ja puudused<\/h2>\n

\nKohal s\u00f5nadega<\/a><\/noindex> MIT inseneride seas, Shenango suudab t\u00f6\u00f6delda viis miljonit p\u00e4ringut sekundis ja hoida keskmist reageerimise aega 37 mikrosekundit. Asjatundjad v\u00e4idavad, et m\u00f5nel juhul suudab tehnoloogia t\u00f5sta andmekeskuste protsessorite kasutuskoefitsienti kuni 100%. Seet\u00f5ttu saavad andmekeskuse operaatorid s\u00e4\u00e4sta serverite soetamisel ja hooldamisel.<\/p>\n

Lahenduse potentsiaal m\u00e4rgib<\/a><\/noindex> ja spetsialistid teistest \u00fclikoolidest. Korea instituudi professori arvates aitab MIT s\u00fcsteem v\u00e4hendada veebiteenuste t\u00f6\u00f6de viivitusi. N\u00e4iteks on see kasulik online-poodide funktsioneerimisel. M\u00fc\u00fcgip\u00e4evade ajal isegi sekundi laadimisaeg toob kaasa<\/a><\/noindex> toob kaasa saidi vaatamiste arvu v\u00e4henemise 11%. Kiire koormuse jaotamine aitab teenindada rohkem kliente.<\/p>\n

Tehnoloogial on endiselt puudusi \u2014 see ei toeta mitme protsessoriga NUMA<\/a><\/noindex>-s\u00fcsteeme, kus kiibid on \u00fchendatud erinevate m\u00e4lumoodulitega ja ei \u201esuhtle\u201d omavahel. Sellisel juhul v\u00f5ib IOKernel reguleerida teatud protsessorigruppi, kuid mitte k\u00f5iki serveri kiipe.<\/p>\n

\"Uus
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e Tim Reckmann<\/a><\/noindex> CC BY<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

Sarnased tehnoloogiad<\/h2>\n

\nMuude protsessorite koormuse tasakaalustamise s\u00fcsteemide hulgas paistab silma Arachne. See arvutab, kui palju tuumadest on rakendusele vajalikke hetkel selle k\u00e4ivitamisel, ja jaotab protsessid vastavalt sellele n\u00e4itajale. Autorite hinnangul on rakenduse maksimaalne viivitus Arachne\u2019s umbes 10 tuhat mikrosekundit.<\/p>\n

Tehnoloogia on rakendatud C++ raamatukoguna Linuxile, ning selle l\u00e4htekood on saadaval GitHub<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Veel \u00fcks tasakaalustamisriist \u2014 ZygOS. Nagu Shenango, kasutab see tehnoloogia protsesside \u00fcmberjaotamiseks work stealing meetodit. ZygOS autorite andmetel on rakenduste keskmine viivitus t\u00f6\u00f6riista kasutamisel umbes 150 mikrosekundit ja maksimaalne viivitus umbes 450 mikrosekundit. Projekti kood on samuti avatud juurdep\u00e4\u00e4suga<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

J\u00e4reldused<\/h2>\n

\nKaasaegsed andmekeskused j\u00e4tkavad laienemist, eriti on h\u00fcpertskaala andmekeskuste turul kasvu suundumus m\u00e4rgatav: maailmas on hetkel on olemas<\/noindex> 430 h\u00fcperskaala andmekeskust, kuid juba l\u00e4hitulevikus v\u00f5ib nende arv suureneda 30%. Seet\u00f5ttu on protsessorite koormuse tasakaalustamise tehnoloogiale suur n\u00f5udlus. Sellised s\u00fcsteemid nagu Shenango on juba praegu k\u00e4imas<\/a><\/noindex> suurettev\u00f5tete seas ning tulevikus suureneb selliste t\u00f6\u00f6riistade arv ainult.<\/p>\n

\nPostitused Esimese blogi kohta ettev\u00f5tte IaaS:<\/p>\n