{"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 MITilt","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> Kommertstoodete s\u00fcnd<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

\u00dche teenusepakkuja andmetel on andmekeskustes kasutavad<\/a><\/noindex> kokku 20\u201340% saadaval olevatest arvutusv\u00f5imetest. Suurte koormuste korral v\u00f5ib see n\u00e4itaja ulatus 60%-ni<\/a><\/noindex>. Selline ressursside jaotamine viib nn \u00abzombi-serverite\u00bb tekkeni. Need on masinad, mis suurema osa ajast seisavad, kasutades elektrit raisku. T\u00e4na on maailmas 30% serveritest t\u00f6\u00f6tavad mitteaktiivsed<\/a><\/noindex>, tarbides elektrit kogusummas 30 miljardit dollarit aastas.<\/p>\n

Mitu MIT inseneri on otsustanud v\u00f5idelda ebaefektiivse arvutusressursside kasutamise vastu.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Inseneride meeskond arendas<\/a><\/noindex> loob koormuse tasakaalu s\u00fcsteemi protsessoritele nimega Shenango. Selle eesm\u00e4rk on j\u00e4lgida \u00fclesannete puhveri olekut ja jaotada \u00abkinni j\u00e4\u00e4nud\u00bb protsessid (mis ei saa saada protsessoriaega) vabadele masinatele.<\/p>\n

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

\nShenango on C-keeles kirjutatud Linuxi raamatukogu, millel on Rusti ja C++ sidemed. Projekti kood ja testrakendused on avaldatud hoidlad<\/a><\/noindex> GitHubis.<\/p>\n

Lahenduse aluseks on IOKernel algoritm, mis t\u00f6\u00f6tab eraldiseisva s\u00fcdamiku pe multit\u00f6\u00f6tlus s\u00fcsteemis. See haldab CPU p\u00e4ringute korraldamist DPDK raamistikuga, DPDK<\/a><\/noindex>, mis v\u00f5imaldab rakendustel suhelda otse v\u00f5rgu seadmetega.<\/p>\n

IOKernel otsustab, millistele s\u00fcdamikele konkreetne \u00fclesanne edastada. Algoritm m\u00e4\u00e4rab ka, kui palju s\u00fcdamikke on vaja. Iga protsessi jaoks m\u00e4\u00e4ratakse p\u00f5hiytrokes (garanteeritud) ja t\u00e4iendavad (burstable) \u2014 viimased k\u00e4ivitatakse j\u00e4rsku suurenevate CPU p\u00e4ringute korral.<\/p>\n

IOKernel p\u00e4ringute j\u00e4rjekord on organiseeritud ringpuhvrina<\/a><\/noindex>. Iga viie mikroseundi j\u00e4rel kontrollib algoritm, kas k\u00f5ik s\u00fcdamikule m\u00e4\u00e4ratud \u00fclesanded on t\u00e4idetud. Selleks v\u00f5rdleb ta \u201epea\u201c asukohta puhvris selle \u201esaba\u201c varasema asukohaga. Kui selgub, et saba oli juba j\u00e4rjekorras enne eelmist kontrollimist, tuvastab s\u00fcsteem puhvri \u00fclekoormuse ja m\u00e4\u00e4rab protsessile t\u00e4iendava s\u00fcdamiku.<\/p>\n

Koormuse jaotamisel antakse eelpriority s\u00fcdamikele, kus selline protsess on varem t\u00f6\u00f6tanud ja osaliselt j\u00e4i vahem\u00e4llu, v\u00f5i igasugustele passiivsetele s\u00fcdamikele.<\/p>\n

\"Uus
\n
\nShenango kasutab t\u00e4iendavalt l\u00e4henemist t\u00f6\u00f6 varastamine<\/a><\/noindex>T\u00f6\u00f6tlemiseks eraldatud tuumad j\u00e4lgivad \u00fcksteise \u00fclesannete arvu. Kui \u00fcks tuum l\u00f5petab oma \u00fclesannete loendi enne teisi, \"v\u00f5tab\" see naabrite koormusest osa maha.<\/p>\n

Eelised ja puudused<\/h2>\n

\nAjal s\u00f5nadele<\/a><\/noindex> MITi inseneride s\u00f5nul suudab Shenango t\u00f6\u00f6delda viis miljonit p\u00e4ringut sekundis ja hoida keskmist reageerimisaega 37 mikrosekundit. Eksperdid v\u00e4idavad, et teatud juhtudel v\u00f5ib tehnoloogia t\u00f5sta andakeskuste protsessorite kasutusm\u00e4\u00e4rad 100% -ni. Tulemusena saavad andakeskuse operaatorid kokkuhoidu serverite ostmisel ja hooldamisel.<\/p>\n

Lahenduse potentsiaal toovad esile<\/a><\/noindex> ja spetsialistid teistest \u00fclikoolidest. Korea instituudi professori arvates aitab MITi s\u00fcsteem v\u00e4hendada veebiteenuste t\u00f6\u00f6tamise viivitusi. N\u00e4iteks v\u00f5ib see olla kasulik veebipoe t\u00f6\u00f6ks. M\u00fc\u00fcgip\u00e4evadel isegi sekundi pikkune lehe laadimise viivitus kaasa<\/a><\/noindex> viib saidi k\u00fclastuste arvu v\u00e4henemiseni 11%. Operatiivne koormuse jaotamine aitab teenindada rohkem kliente.<\/p>\n

Tehnoloogial on aga puudused \u2014 see ei toeta mitme protsessoriga NUMA<\/a><\/noindex>-s\u00fcsteeme, kus kiibid on \u00fchendatud erinevate m\u00e4lumoodulitega ja ei \"suhtle\" omavahel. Sel juhul v\u00f5ib IOKernel reguleerida eraldi protsessorigruppi, kuid mitte k\u00f5iki serveri kiipe.<\/p>\n

\"Uus
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e Tim Reckmann<\/a><\/noindex> Kommertstoodete s\u00fcnd<\/a><\/noindex><\/i><\/p>\n

Sarnased tehnoloogiad<\/h2>\n

\nMuude protsessorikoormuse tasakaalu s\u00fcsteemide seas v\u00f5ib v\u00e4lja tuua Arachne. See arvutab, kui palju tuumasid rakendus vajab selle k\u00e4ivitamise hetkel, ja jaotab protsessid vastavalt sellele n\u00e4itajale. Autorite hinnangul on Arachne rakenduse maksimaalne viivitus umbes 10 000 mikrosekundit.<\/p>\n

Tehnoloogia on ellu viidud C++ raamatukoguna Linuxile ja selle allikas on saadaval GitHub<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Veel \u00fcks tasakaalustaja t\u00f6\u00f6riist on ZygOS. Nagu Shenango, kasutab see protsesside \u00fcmberjaotamiseks t\u00f6\u00f6kohustuste varguse meetodit. ZygOS autorite s\u00f5nul on rakenduste keskmine viivitus t\u00f6\u00f6riista kasutamisel umbes 150 mikrosekundit, maksimaalne aga umbes 450 mikrosekundit. Projekti kood on samuti avalikult k\u00e4ttesaadav<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

J\u00e4reldused<\/h2>\n

\nKaasajad andakeskused j\u00e4tkavad laienemist, eriti on n\u00e4htav tendents h\u00fcpermastaapses andakeskuste turul: hetkel on maailmas olemas<\/noindex> 430 h\u00fcper-\u0161kala andmekeskust, kuid juba l\u00e4hiaastatel v\u00f5ib nende arv suureneda 30%. Seet\u00f5ttu on protsessorite koormuse tasakaalustamise tehnoloogiad v\u00e4ga n\u00f5udlikud. S\u00fcsteemid nagu Shenango on juba praegu rakendamisel<\/a><\/noindex> suurettev\u00f5tetes ja tulevikus selliste t\u00f6\u00f6riistade arv ainult kasvab.<\/p>\n

\nPostitused Esimesest blogist ettev\u00f5tte IaaS kohta:<\/p>\n