System Development & Application
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3701-3705

Load balancing strategy of streaming computing platform based on tabu search

Load balancing strategy of streaming computing platform based on tabu search
Wang Yingjie1
Li Ziyang1
Yu Jiong1,2
Chen Pengcheng1
1. School of Software, Xinjiang University, Urumqi 830008, China
2. School of Information Science & Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046, China

摘要

Focused on the problem of unbalanced computing load distribution and low resource utilization in the native scheduling mechanism of big data streaming computing platform, this paper proposed a load balancing strategy based on tabu search algorithm in heterogeneous environments and applied to the Apache Flink platform. Firstly, this strategy set up a job topology model and abstracted the topology of streaming computing jobs as a directed acyclic graph. Therefore, each task slot became a node, which established the foundation for performance evaluation of computing nodes. Secondly, the method imported the performance evaluation model to nodes with performance weights in the directed acyclic graph, and obtained the performance of the nodes through normalization processing. Then the evaluation parameters were passed into the tabu search for job path optimization, so as to obtain the optimal job path. Finally, by using the CustomPatitionerWrapper interface, this strategy allocated data to the nodes included in the optimal job path and completed the balancing of computational load. The algorithm then passed evaluation parameters into the tabu scheduling algorithm for job path optimization, thereby obtaining the optimal job path. The experimental results show that the load balancing strategy optimized by the tabu scheduling algorithm reduces the average computing latency by 10~20 ms compared to the native Flink platform. The strategy significantly improves resource utilization, and increases average throughput by about 15%. This effectively proves the effectiveness and optimization effect of the load balancing strategy.

基金项目

国家自然科学基金资助项目(62262064,62266043,61966035)
新疆维吾尔自治区重点研发项目(2022295358)
新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(2022D01C56)
新疆大学博士研究生创新项目(XJU2022BS072)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.04.0180
出版期卷: 《计算机应用研究》 Printed Article, 2023年第40卷 第12期
所属栏目: System Development & Application
出版页码: 3701-3705
文章编号: 1001-3695(2023)12-028-3701-05

发布历史

[2023-07-13] Accepted Paper
[2023-12-05] Printed Article

引用本文

王英杰, 李梓杨, 于炯, 等. 基于禁忌搜索的流式计算平台负载均衡策略 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (12): 3701-3705. (Wang Yingjie, Li Ziyang, Yu Jiong, et al. Load balancing strategy of streaming computing platform based on tabu search [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (12): 3701-3705. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

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