Yüksek düzeyli mimari bazlı simülasyonlarda dinamik yük dengeleme

Abstract

Bilgisayar simülasyonları günümüzde teorik ya da fiziksel gerçek bir sistemin modellenerek, sistemin özelliklerini ve davranışlarını bilgisayar ortamında değerlendirmek ve analiz etmek üzere birçok alanda kullanılmaktadır. Geliştirilen modeller ile işletilen simülasyon yazılımları, karmaşık hesaplama yöntemleri içermesi ve en kısa zamanda ihtiyaç duyulan sonuçları üretebilmeleri amacıyla, yüksek hesaplama kaynaklarına ihtiyaç duymaktadırlar. Yüksek hesap kapasitesine sahip tek işlemcilerin maliyetleri dolayısıyla mevcut çoklu işlemli kaynaklarının etkin bir biçimde kullanılması seçeneği karşımıza çıkmaktadır. Bu durumda yüksek hesaplama kaynağı gereksinimlerini karşılamak üzere dağıtık yapı yaklaşımı kullanılmaktadır. Bu yaklaşım ile bir ağda bulunan tüm bilgisayar kaynaklarının bir arada kullanılarak tek bir bilgisayar gibi programların çalıştırılması yeteneği kazandırılmıştır.Dağıtık sistemlerde yüksek olasılıkla birtakım bilgisayarlar aşırı yüklenmişken diğerleri boş veya az yüklenmiş olabilir. Bunun önüne geçebilmek için yük dengeleme algoritmaları kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, HLA (High Level Architecture) bazlı çalışmalar incelenmiş ve kullanılan yöntemler ışığında, yeni bir dinamik yük dengeleme yaklaşımı geliştirilmiştir.Örnek uygulama olarak, RTI (Run Time Infrastructure) üzerinde, dağıtık kablosuz sensör ağ simülasyonu seçilmiştir. Kullanılan yük dengeleme algoritması durum aktarmalı federe taşınmasına dayanmaktadır. Elde edilen sonuçlardan, yük dengeleme ile belli şartlarda, alternatiflerine göre daha iyi performans elde edilebileceği görülmüştür.

Computer simulations are used in many fields today, in order to evaluate and analyze properties and behavior of the system by modelling a theoretical or a real physical system on the computer environment. The simulation applications using complex calculation methods need high computing power to produce better results. Since individual processors have limited capacities and those of high computing capacity are costly, effective use of multiple processor option becomes viable.In this case, the distributed programming architecture approach is used to meet the needs of high computing power. With this approach, it is possible to use combination of multiple computing resources, in the form of a network or a distributed system.In distributed environment, it is possible for some computers to be overloaded, while others under loaded. To remedy this problem, load balancing is needed. Within the scope of this study, the work on HLA based dynamic load balancing have been studied, consequently a new dynamic load balancing approach has been proposed.As an example application, on RTI (Run Time Infrastructure), a wireless sensor network simulation is chosen. The load balancing algorithm utilises migration of federate state, in case of imbalance. The results show that the load balancing under certain conditions can provide higher performance compared to alternative.