Un balanceador de carga dinámico, distribuido y determinista para infraestructuras jerárquicas descentralizadas
Autores: Sioutas, Spyros; Sourla, Efrosini; Tsichlas, Kostas; Vonitsanos, Gerasimos; Zaroliagis, Christos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un balanceador de carga dinámico, distribuido y determinista para infraestructuras jerárquicas descentralizadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Estructura dinámica distribuida y determinista
Gestión de datos
Redes descentralizadas
Estructuras jerárquicas basadas en árboles
Tolerancia a fallos
Operaciones de equilibrio de carga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, proponemos -Tree, una estructura dinámica distribuida determinista para la gestión de datos en redes descentralizadas, mediante la ingeniería y extensión de una estructura descentralizada existente. Llevando a cabo un estudio experimental extenso, verificamos que la estructura implementada supera a otras estructuras jerárquicas basadas en árboles conocidas, ya que proporciona mejores complejidades en cuanto a operaciones de equilibrio de carga. Específicamente, la estructura logra un límite amortizado (es el número de nodos presentes en la red), utilizando un mecanismo eficiente de equilibrio de carga determinista, lo suficientemente general como para ser aplicado a otras estructuras jerárquicas basadas en árboles. Además, nuestra estructura logra un rendimiento de búsqueda en el peor de los casos. Por último, investigamos la tolerancia a fallos de la estructura, que no ha sido abordada suficientemente en trabajos anteriores, tanto teóricamente como a través de experimentación rigurosa. Demostramos que -Tree es altamente tolerante a fallos y logra un costo de búsqueda amortizado bajo fallos masivos de nodos, acompañado de una tasa de éxito significativa. Posteriormente, al incorporar este novedoso esquema de equilibrio en la estructura ART (Árbol de Rango Autónomo), avanzamos un paso más para lograr una complejidad sub-logarítmica y proponemos la estructura ART. ART logra un costo de comunicación para operaciones de consulta y actualización (es una potencia de 2 de doble exponencial y es el número total de nodos). Además, ART es una estructura totalmente dinámica y tolerante a fallos, que admite operaciones de unión/salida de nodos en un número esperado de saltos con alta probabilidad (WHP) y realiza equilibrio de carga en costo amortizado.
Descripción
En este trabajo, proponemos -Tree, una estructura dinámica distribuida determinista para la gestión de datos en redes descentralizadas, mediante la ingeniería y extensión de una estructura descentralizada existente. Llevando a cabo un estudio experimental extenso, verificamos que la estructura implementada supera a otras estructuras jerárquicas basadas en árboles conocidas, ya que proporciona mejores complejidades en cuanto a operaciones de equilibrio de carga. Específicamente, la estructura logra un límite amortizado (es el número de nodos presentes en la red), utilizando un mecanismo eficiente de equilibrio de carga determinista, lo suficientemente general como para ser aplicado a otras estructuras jerárquicas basadas en árboles. Además, nuestra estructura logra un rendimiento de búsqueda en el peor de los casos. Por último, investigamos la tolerancia a fallos de la estructura, que no ha sido abordada suficientemente en trabajos anteriores, tanto teóricamente como a través de experimentación rigurosa. Demostramos que -Tree es altamente tolerante a fallos y logra un costo de búsqueda amortizado bajo fallos masivos de nodos, acompañado de una tasa de éxito significativa. Posteriormente, al incorporar este novedoso esquema de equilibrio en la estructura ART (Árbol de Rango Autónomo), avanzamos un paso más para lograr una complejidad sub-logarítmica y proponemos la estructura ART. ART logra un costo de comunicación para operaciones de consulta y actualización (es una potencia de 2 de doble exponencial y es el número total de nodos). Además, ART es una estructura totalmente dinámica y tolerante a fallos, que admite operaciones de unión/salida de nodos en un número esperado de saltos con alta probabilidad (WHP) y realiza equilibrio de carga en costo amortizado.