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#nomenubar *研究方針 [#k6f47fa1] 題目：PCクラスタ向けOS「SSS-PC」のための負荷分散スケジューラの設計 卒論本体に関しては[[Lab/卒業論文]]に。 #contents -[[研究関係Wiki・SSS-PCへ戻る>Lab/SSS-PC]] **検討課題 [#u18e11a2] -タスクのtype・タスクの大きさ等はどうやって得るのか -タスク毎の負荷って測定可能？ -マイグレーションのコストをどうやって設計に生かすか？ -IDMにコストはかからないのか？ -一定時間毎に実行し続けると、どんどんタスクを他ノードへ送ってしまうことになるが？ -タスク間通信がある場合（関連タスク？）はどうするのか -タスク間通信がある場合（関連タスク？）はどうするのか（マイグレ後遅くならないか） -同一のハードウェアでない可能性があることを考慮する（特にCPU usage） -ずっと居座るタスクを動かすためにはLIFEが長いタスクを移送した方が効果的？ **アルゴリズム [#qb85f0eb] 本スケジューラーは、各ノードの負荷情報に基づき、タスクを適当なノードにマイグレーションすることによってクラスタシステム全体のロードバランシングを実現する。 -ノード内のスケジューリングはシステム依存 ***1.他ノードと自ノードの負荷状態を比較し、最も負荷の低いノードを選ぶ [#i93878e5] まず、ready状態のタスク数が2以上であることを確認する。 -unsigned int ready_task; /* ready状態のタスク数 */ スケジューラは、一定時間毎に各ノードの負荷状況から「マイグレーションが必要かどうか」を判断する。各ノードの負荷状況はCPU usageの数値を比較して判断する。以下はその判断基準の試案である。 ノードの情報については情報開示機構を用いる。 得る情報は以下の通り。 unsigned int short_cpu_usage; /* 100tick平均 10tick毎更新 */ unsigned int middle_cpu_usage; /* 1000tick平均 100tick毎更新 */ unsigned int long_cpu_usage; /* 10000tick平均 1000tick毎更新 */ 全ノードのshort_cpu_usage、middle_cpu_usage、long_cpu_usageの値を比較し、それぞれ値が一番小さいノードを選び出す。選び出されたノードのうち2つ以上が同じノードであった場合、そのノードを「最も負荷の小さいノード」とする。 最も負荷の小さいノードが自ノードであった場合はマイグレーションは行わない。他ノードであった場合はマイグレーションを行う。ただし自ノードと対象ノードのCPU usageの値の差が小さい場合はマイグレーションを行う必要は無い（具体的な数値は未定）。 判断は2回繰り返し、2回連続で同じノードが「最も負荷の小さいノード」に選べれた場合、そのノードがマイグレーション先のノードとなる。 &color(black,#cccccc){その他、情報開示機構で得られるノードの情報は以下の通り。}; &color(black,#cccccc){取得方法・取得できる情報：[[Lab/SSS-PC/情報開示機構]]}; -unsigned int phy_mem; /* all available phy_memory, 最小page 単位 */ -unsigned int free_mem; /* 最小page 単位 */ -unsigned int tick_unit; /* msec単位のtick時間 SSSMC_TIMER_UNIT */ -unsigned int page_size; /* システムの最小ページサイズ(byte単位) */ &color(black,#cccccc){負荷が最も小さいノードを選択するようにすると、複数のノードから一斉にタスクが移動して一気に負荷がかかる可能性や、移動するタスクの負荷の大きさによってノード毎にばらつきが出る可能性がある。}; ***2.移転対象のタスクを決定する [#m30ef29c] スケジューラが他ノードへのタスクのマイグレーションを実行すると決めた場合、どのタスクをマイグレーションさせるかを決定しなければならない。 以下のタスクは対象外。 -スケジューラ自身 -システム（シェルなど）に関係するタスク これらはタスク名（psコマンド上ではname）と親タスク（creater）、そしてタスクの種類（type）で判断する。スケジューラ自身は自らのタスク名を取得すれば良い。システムの関係するタスクは、createrがBOOT、SHELL等になっており、またtypeは「p\_sys」もしくは「np\_sys」となっているので判別可能である。 ノード内のタスクに関する情報はシステムコールを使う。 残ったタスクのうち、以下の順序でマイグレーションを行う優先度をつける。 ・ready状態のもの ・priorityの値が低いもの ・生存期間（life）の短いもの int proc_stat(name) タスク状態()を得る。エラーの時（タスクがない場合）は−１が返る TASK_GETPARAM_PRIORITY_INIT : 50 一般的意味でのpriority TASK_GETPARAM_LIFE : 0 ユーザモードの実行時間（tick単位） TASK_GETPARAM_SYS_LIFE : 0 カーネルモードの実行時間（tick単位） TASK_GETPARAM_SUBLIFE : 318 tick（10msec）に満たないユーザモードの実行時間（usec単位） &color(black,#cccccc){2.については、自ノードのうち「他ノードに移動させると負荷が平均化されるタスク」を選択する必要がある。負荷が極端に大きいタスクを他ノードへ移動させると、移動先ノードの負荷が大きくなりすぎて再びマイグレーションが発生し、これを繰り返すことでマイグレーションばかりが発生する可能性がある。逆に負荷が極端に小さいタスクを他ノードへ移動させると、負荷の変化があまり起こらないため何度もマイグレーションが発生する可能性がある。よって、「マイグレーションを行うと自ノード・相手先ノード共に負荷が平均化されるタスク」を選択する必要がある。}; &color(black,#cccccc){取得方法：[[Lab/SSS-PC/タスク情報取得]]}; &color(black,#cccccc){現在の課題：タスク一覧をどうやって得るか／これらをどう反映させるか}; ***3.シグナル発行 [#e6b8da57] ここではマイグレーション実行に必要なシグナルについて検討する。 参考：[[Lab/SSS-PC/シグナル]] ''スケジューラ'' マイグレーション対象のタスクが決定したら、シグナルを送る。 send_task_signal(taskID,0x80000000); #define TASK_SIGMiG 0x80000000 /* recommendation to escape from the current node */ ''タスク'' シグナルハンドラの中にマイグレーションを実行するシステムコールを入れる 以下のシステムコールで関数を起動させる。 set_signal_func(signal_dispatch); signal_dispatchにはマイグレーションを実行させるシステムコールを記述する。 sss_migration_request(int node,int type); 問題は、タスクへどうやってシグナルをキャッチ＆マイグレーション実行機能を組み込ませるか。 +ソースレベルで組み込ませる ++誰が使うんだろう……。 +ライブラリを用意する ++↑どうやって？ヘッダを書いてインクルードさせる？ +ラッパーアプリケーション？？ ++先にマイグレ機構を搭載したプログラムを起動し、そこから該当プログラムを起動させる？ ***外部仕様 [#e2890612] -スケジューラは各ノードに常駐 --スケジューラそのものもタスクである -タスクはライブラリ等でスケジューラからのシグナルを受け取れるようにする [[Lab/SSS-PC]]
