Dynamic Load Balancing for Robust Distributed Computing in the Presence of Topological Impairments
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The purpose of any distributed computing system (DCS) is to offer a flexible, reliable, and powerful computing platform. With the advances in mobile computing, wireless communications and sensor networks, DCSs have emerged in new applications such as wireless sensor networks (WSNs), military battlefield awareness, surveillance and threat detection, to name a few. These new application areas introduce new challenges to DCSs when operated or deployed in harsh or threat‐prone environments. For instance, in WSNs deployed in a military battlefield, the computing elements (CEs) of a DSC join and leave the DCS at any time in a stochastic fashion. More generally, factors such as limited or intermittent communication resources and power constraints or long‐term physical damage of the CEs, can result in random topological changes in the DCS, which, in turn, can severely degrade their performance and reliability. Many of these factors can be attributable to physical attacks on our information infrastructure, of which weapons of mass destruction (WMD) is an important example. This observation has triggered government agencies, such as the Defense Threat Reduction Agency, to launch research initiatives in network science to understand the extent of damage that can be inflicted upon networks in the event of attacks and also to develop strategies to increase the robustness of networks when a threat is present. In this article, we review modern dynamic load balancing (DLB) techniques and their mathematical stochastic models that can be exploited by DCS developers to increase the DCS's robustness to random topological changes, and at the same time, to use the available computing resources of the system efficiently, in the presence of communication uncertainty and CE dysfunction. Two scenarios are considered: one where CEs can fail and recover at random instants and another where CEs can fail permanently. Under the first scenario, we look for minimizing the average response time of a given application. In the second scenario, the goal is to maximize the probability of running an entire application successfully. DLB policies are tested using a small‐scale DCS environment and compared to theoretical predictions as well as results from Monte Carlo simulations. The mathematical probabilistic model presented here for network performance is general and can be applied to a broad class of networks and applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».