17891

17891

كاهش دنباله تاخير در سرورهاي تحت لينوكس براي بهبود عملكرد پردازه‌هاي مبتني بر ورودي و خروجي

كارشناسي ارشد

نرم افزار

شهريور 1396

دكتر محسن شريفي

كامپيوتر

دنباله تأخير به دلايل مختلف دردسر ساز است. سرويس‌هاي تعاملي براي انجام وظيفه محول شده، زمان محدودي براي جواب دادن دارند و گذر از آن زمان ممكن است نتيجه كار را مختل كند. در درجات بالاي موازي‌سازي، دنباله تأخير نامناسب اكثر درخواست‌هاي كاربر را تحت تأثير قرار مي‌دهد زيرا درخواست كاربر تا اتمام كندترين درخواست پاسخ داده نخواهد شد. دلايل به وجود آمدن دنباله تأخير در سخت‌افزار، سيستم‌عامل و طراحي نرم‌افزار وجود دارند. در اين پايان‌نامه ما به دنبال كاهش دنباله تأخير در سيستم‌عامل و به‌صورت مشخص در زمان‌بند هستيم. زمان‌بند سيستم‌عامل نقش مهمي در كارايي برنامه‌هاي مبتني بر ورودي خروجي دارد. اين زمان‌بند جهت تخصيص منابع به تمام پردازه‌ها به‌صورت مناسب طراحي‌شده است. زمان‌بند كاملاً منصفانه پيش‌فرض اطمينان حاصل مي‌نمايد كه انصاف در ميان پردازه‌ها رعايت شود. يك زمان‌بند وظيفه دارد كه انصاف را براي كارها در دسترسي به زمان پردازنده برقرار سازد. با توجه به تفاوت كارها، زمان پردازنده بايد بين همه‌ي وظايف به اشتراك گذاشته شود. در اين صورت هيچ وظيفه‌اي دچار گرسنگي نمي‌شود. راهكار پيشنهادي ما در اين پايان‌نامه، تغيير رفتار زمان‌بند سيستم‌عامل مي‌باشد كه رفتار منصفانه‌اي در برابر برنامه‌هاي مبتني بر ورودي و خروجي داشته باشد. در اين سازوكار بر خلاف ديگر راهكارهاي موجود، ما به دنبال تغيير در زمان‌بند موجود هستيم كه در كنار استفاده از مزاياي اين زمان‌بند، مشكل دنباله‌ تأخير به‌وجود آمده را نيز حل كنيم. در حقيقت با بررسي رفتار زمان‌بند پيش‌فرض لينوكس در برنامه‌هاي مبتني بر ورودي و خروجي، با اصلاح تعريف انصاف، زمان‌بند پيش‌فرض لينوكس را تغيير داديم. واژه‌هاي كليدي: زمان‌بند، لينوكس، پردازه ورودي و خروجي، زمان‌بند كاملاً منصفانه، CFS

1396/07/17

1/1/1900 12:00:00 AM

Tail latency is problematic for several reasons. Interactive services can struggle to provide complex functionality under the strict latency budgets required to ensure responsiveness. Under high degrees of parallelism, poor tail latency will impact most user requests because user’s request does not complete until the slowest of these sub-requests has finished. We show how hardware, operating system, and application-level design and configuration choices introduce latency variability. In this thesis, we focus on operating system, especially scheduler. Scheduler plays an important role in I/O intensive applications. This scheduler is well designed for managing resources. The default Completely Fair Scheduler guarantees fairness for resources. Scheduler has a duty to set up justice for tasks to access processor. Given the difference in tasks, CPU time should be shared across all tasks. In this case, starvation will not happen. Our proposed solution in this thesis is to change the behavior of the operating system scheduler, which has a fair behavior against the I/O intensive applications. In this solution, unlike other existing solutions, we are looking for changes to the existing scheduler, which, along with the benefits of this scheduler, also resolves the problem of the tail latency. In fact, by changing Linux's default scheduling behavior in I/O intensive applications, by modifying the definition of fairness; we changed the default Linux scheduler. Keywords: Scheduler, Linux, I/O Process, Completely Fair Scheduler, CFS