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基于通信和拓扑感知的SNN分区与映射算法
1
作者 黄尧 柴志雷 《计算机工程》 北大核心 2025年第5期219-228,共10页
脉冲神经网络(SNN)正日益成为研究和模拟大脑各区功能及其相互关联性的重要方法。为了模拟更大规模的脑区域,并行分布式计算已成为模拟SNN的必然选择。然而,随着计算规模的增长,计算节点间的负载不均衡及通信问题成为影响SNN模拟性能的... 脉冲神经网络(SNN)正日益成为研究和模拟大脑各区功能及其相互关联性的重要方法。为了模拟更大规模的脑区域,并行分布式计算已成为模拟SNN的必然选择。然而,随着计算规模的增长,计算节点间的负载不均衡及通信问题成为影响SNN模拟性能的主要因素。针对分布式计算平台,现有分区算法还无法找到全局最佳分区并有效地将工作负载映射到计算核心上。因此,提出一种基于通信和拓扑感知的分区与映射算法,该算法包括分区和拓扑感知映射2个核心步骤。通过引入能够感知SNN连接的分区方法,提高计算效率并降低通信延迟;在拓扑感知映射方法中,利用通信拓扑图和底层网络信息将工作负载高效地分配到各计算节点上,最小化跨不同计算核心的通信成本。实验结果表明,在国家超算济南计算中心的并行计算平台上,采用96进程规模并行模拟SNN基准测试集时,相比现有先进的分区框架,所提方法具有更好的负载均衡和通信性能,同步时间和通信时间分别减少了40%和7.1%,最终的模拟总时间缩短了30%。 展开更多
关键词 脉冲神经网络 分布式计算 负载均衡 超图分区 拓扑感知映射
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面向分布式数据库的算子并行优化策略 被引量：2
2
作者 刘文洁 吕靖超 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期453-459,共7页
随着网络技术的不断发展,数据规模呈现爆发式增长,使得传统的单机数据库逐步被分布式数据库所取代。分布式数据库采用节点协同工作方式解决了大规模数据存储问题,但由于增加了节点间通信开销,查询效率却不如单机数据库。分布式架构下,... 随着网络技术的不断发展,数据规模呈现爆发式增长,使得传统的单机数据库逐步被分布式数据库所取代。分布式数据库采用节点协同工作方式解决了大规模数据存储问题,但由于增加了节点间通信开销,查询效率却不如单机数据库。分布式架构下,存储节点的数据仅用作多备份的冗余,为系统故障时提供数据恢复,并未被利用起来改善查询效率。针对上述问题,提出了一种面向分布式数据库的算子并行优化策略,通过对关键物理算子进行拆分,将拆分后的子请求均匀分配到存储层多个节点,由多个节点并行处理,从而减少查询响应时间。上述策略已经在分布式数据库CBase上进行了应用,实验表明,提出的并行优化策略可显著缩短SQL请求查询时间,并提高系统资源利用率。 展开更多
关键词 分布式数据库 并行查询 查询优化 负载均衡 数据分区
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带负载均衡的混合算法求解分布式异构作业车间调度问题
3
作者 方子丞 李新宇 高亮 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期977-989,共13页
针对以最小化最大完工时间为目标的分布式异构作业车间调度问题(DHJSP),本文提出了一种新的混合遗传禁忌搜索算法.首先,综合考虑工厂的工件总负载与最大机器负载,提出了一种新的工厂负载表达方式.其次,针对DHJSP总工序数不定的特性,提... 针对以最小化最大完工时间为目标的分布式异构作业车间调度问题(DHJSP),本文提出了一种新的混合遗传禁忌搜索算法.首先,综合考虑工厂的工件总负载与最大机器负载,提出了一种新的工厂负载表达方式.其次,针对DHJSP总工序数不定的特性,提出以最小化最大工厂负载为目标快速确定初始工件分配方案,并验证了方法的高效性.然后,新设计了两种考虑负载均衡的单工件转移邻域结构,根据工序调度的结果对工件分配方案进行局部搜索.最后,因DHJSP缺少标准算例和相关算法,在分布式同构作业车间调度问题(DJSP)上与现有算法进行对比,所提算法在TA算例的480个问题上更新了420个问题的最优解,其余60个问题取得了同等最优解.在随机生成的3个不同规模的异构算例中,所提算法也均取得了较好解,验证了所提方法的优越性. 展开更多
关键词 作业车间调度 分布式异构工厂 负载均衡 混合算法 最大完工时间
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基于潮流计算的中压直流配电网协同优化调度 被引量：2
4
作者 曾光辉 叶容慧 +2 位作者 刘伟斌 黄永麟 李家淇 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第9期98-104,共7页
为保证中压直流配电网的运行稳定性,实现中压直流配电网协同优化调度,提出基于潮流计算的中压直流配电网协同优化调度方法。通过中压直流配电网潮流计算模型,分析该配电网中的潮流分布情况,确定采用均衡度指标描述网损结果;构建中压直... 为保证中压直流配电网的运行稳定性,实现中压直流配电网协同优化调度,提出基于潮流计算的中压直流配电网协同优化调度方法。通过中压直流配电网潮流计算模型,分析该配电网中的潮流分布情况,确定采用均衡度指标描述网损结果;构建中压直流配电网在单个调度周期内的有功损耗和线路负载均衡目标函数,并设定潮流约束等多个约束条件;采用多目标粒子群优化算法求解目标函数,同时优化均衡度变量参数和整个网络,获取协同优化调度结果。测试结果显示:所提方法协同优化调度效果良好,电压标幺值的结果均低于1.00 pu,各节点在日运行时间内的电压波动变化也在期望标准范围内;网损结果均低于0.047 MW;可实现削峰填谷,避免电压发生越限。 展开更多
关键词 潮流计算 中压直流 配电网 协同优化调度 潮流分布 负载均衡
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基于CPBOA的并行DCNN优化算法
5
作者 温占卿 毛伊敏 彭喆 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第11期3296-3303,共8页
针对大数据环境下并行DCNN算法存在的冗余特征图过多、卷积运算效率低下以及节点负载不均衡等问题,提出一种基于Spark和CPBOA的并行DCNN优化算法PDCNN-SCPBOA。提出一种基于奇异值分解与JS散度的特征压缩策略对特征图进行分组压缩,消除... 针对大数据环境下并行DCNN算法存在的冗余特征图过多、卷积运算效率低下以及节点负载不均衡等问题,提出一种基于Spark和CPBOA的并行DCNN优化算法PDCNN-SCPBOA。提出一种基于奇异值分解与JS散度的特征压缩策略对特征图进行分组压缩,消除过多的冗余特征图;结合Spark提出一种基于蝴蝶优化算法的并行CP分解策略,利用分解后的卷积核并行训练,提高卷积运算效率;提出一种基于簇分割的负载均衡策略,对中间数据簇进行均匀分配后再进行处理,平衡节点负载。实验结果表明,所提算法具有良好的训练效果,适用于大规模图像数据的分类。 展开更多
关键词 深度卷积神经网络算法 并行计算 分布式框架 特征压缩 张量分解 蝴蝶优化算法 负载均衡
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分布式动态负载平衡调度的一个通用模型 被引量：42
6
作者 陈华平 计永昶 陈国良 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期25-29,共5页
在大规模并行分布处理系统，特别是网络工作站机群（ＮＯＷ）系统中，各结点机之间的负载平衡调度是最为常见的关键性问题之一．本文在简单分析了动态负载平衡调度中接收者驱动和发送者驱动这两个常用策略基础上，提出了一个通用的基于... 在大规模并行分布处理系统，特别是网络工作站机群（ＮＯＷ）系统中，各结点机之间的负载平衡调度是最为常见的关键性问题之一．本文在简单分析了动态负载平衡调度中接收者驱动和发送者驱动这两个常用策略基础上，提出了一个通用的基于混合驱动策略的动态负载平衡调度模型。 展开更多
关键词 分布计划 动态负载平衡 调度模型 NOW系统
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一种实现拓扑关系高效并行计算的矢量数据划分方法 被引量：9
7
作者 杨宜舟 吴立新 +2 位作者 郭甲腾 李志锋 刘善军 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2013年第4期25-29,共5页
分析了拓扑关系并行算法的特点,为实现拓扑关系并行计算进程间的任务均衡与负载均衡,提出了一种矢量目标集的数据均衡划分方法,基于该划分方法设计了拓扑关系并行算法并测试了算法性能。测试表明:利用该方法可实现进程间计算负载的高度... 分析了拓扑关系并行算法的特点,为实现拓扑关系并行计算进程间的任务均衡与负载均衡,提出了一种矢量目标集的数据均衡划分方法,基于该划分方法设计了拓扑关系并行算法并测试了算法性能。测试表明:利用该方法可实现进程间计算负载的高度均衡与数据负载的基本均衡,加速比随进程数基本呈线性增长,算法并行效率基本不随进程数增加而衰减,基本稳定在80%。该方法为面向单机多核、众核和高性能集群环境下的海量数据拓扑关系分析软件的开发与服务提供一种高效的矢量数据划分方法。 展开更多
关键词 拓扑关系 并行计算 数据划分 负载均衡 任务均衡
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面向大数据的分布式流处理技术综述 被引量：16
8
作者 张鹏 李鹏霄 +3 位作者 任彦 林海伦 杨嵘 郑超 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2014年第S2期1-9,共9页
随着大数据的到来,数据流处理技术又成为了新的研究热点.回顾了近期提出的面向大数据的流处理技术现状,并且从流处理模型上对这些技术进行了划分,重点分析了面向大数据的并行分布式的流处理模型的设计目标和架构,同时,重点讨论了并行分... 随着大数据的到来,数据流处理技术又成为了新的研究热点.回顾了近期提出的面向大数据的流处理技术现状,并且从流处理模型上对这些技术进行了划分,重点分析了面向大数据的并行分布式的流处理模型的设计目标和架构,同时,重点讨论了并行分布式流处理模型的关键技术以及未来技术的展望. 展开更多
关键词 数据流 并行化 负载均衡 故障容错 大数据
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基于动态负载均衡的分布式任务调度算法研究 被引量：18
9
作者 朱虹宇 李挺 +1 位作者 闫健恩 张兆心 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1261-1269,共9页
为提高分布式平台的性能,研究了其任务调度方法。针对分布式任务调度容易引起节点间负载不均衡,从而造成系统资源浪费的问题,提出了一种基于动态负载均衡的分布式任务调度算法。该算法根据各节点的实时性能指标(包括CPU利用率、内存使... 为提高分布式平台的性能,研究了其任务调度方法。针对分布式任务调度容易引起节点间负载不均衡,从而造成系统资源浪费的问题,提出了一种基于动态负载均衡的分布式任务调度算法。该算法根据各节点的实时性能指标(包括CPU利用率、内存使用率、平均负载指标、网络状况)进行任务动态调度,使各节点的负载相对均衡。在分布式平台下进行了拓扑探测、DNS分布与配置探测实验并对不同算法的性能做了对比。实验结果表明,采用基于动态负载均衡的任务调度算法任务完成时间比轮询调度算法平均减少30%,比Min-Min调度算法平均减少17%。 展开更多
关键词 分布式平台 任务调度 负载均衡 任务重组
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多块结构化网格CFD并行计算和负载平衡研究 被引量：8
10
作者 郑秋亚 刘三阳 +1 位作者 左大海 梁益华 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期219-224,共6页
基于连续拼接多块结构化网格,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程研究并行计算中的负载平衡问题。利用组合优化中的排序理论设计负载平衡算法,实现了网格数据的自动划分和各处理机上计算任务的自动分配。在工作站集群MPI并行环境下,通... 基于连续拼接多块结构化网格,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程研究并行计算中的负载平衡问题。利用组合优化中的排序理论设计负载平衡算法,实现了网格数据的自动划分和各处理机上计算任务的自动分配。在工作站集群MPI并行环境下,通过实例考察了负载平衡算法和并行计算的性能,16个处理机上的负载均方差和负载相对均方差分别为0.0084和0.1347%,并行计算结果和实验数据吻合良好,并行效率高。本文算法具有良好的可扩展性,适用于MIMD结构计算机上基于多块结构化网格并行计算中的负载平衡问题。 展开更多
关键词 Navier—Stokes方程 负载平衡 并行计算 排序
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并行与分布式计算动态负载均衡策略综述 被引量：43
11
作者 杨际祥 谭国真 王荣生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1122-1130,共9页
动态负载均衡(Dynamic Load Balancing,DLB)是提高动态和非规则问题计算效率与规模的一个挑战问题.阐述了DLB的一般性问题,根据DLB策略的主要特征给出了一个综合分类方法,按分类对近30年提出的各种主要DLB策略做了细致的分析和深入的比... 动态负载均衡(Dynamic Load Balancing,DLB)是提高动态和非规则问题计算效率与规模的一个挑战问题.阐述了DLB的一般性问题,根据DLB策略的主要特征给出了一个综合分类方法,按分类对近30年提出的各种主要DLB策略做了细致的分析和深入的比较,并做了策略有效性分析.在总结现有研究成果基础上,分析了该领域的最新发展趋势,为下一步的研究提出了新的问题和思路. 展开更多
关键词 并行与分布式计算 动态负载均衡(DLB) 多核计算
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三级Clos网络中分布式调度算法研究 被引量：8
12
作者 杨君刚 邱智亮 +2 位作者 刘增基 严敬 刘亚社 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期590-594,共5页
调度算法用于解决交换网络输出端口竞争问题.鉴于现有三级C los网络调度算法存在实现复杂、性能无法保证的缺点,本文提出了一种利于分布式调度的三级C los网络结构和相应的负载均衡调度思想,并给出了一种简单负载均衡调度算法.采用这种... 调度算法用于解决交换网络输出端口竞争问题.鉴于现有三级C los网络调度算法存在实现复杂、性能无法保证的缺点,本文提出了一种利于分布式调度的三级C los网络结构和相应的负载均衡调度思想,并给出了一种简单负载均衡调度算法.采用这种新结构和相应的调度思想不仅可以简化三级C los网络的调度,而且可以充分利用现有单Crossbar网络调度的研究成果,保证算法性能.文中通过理论和仿真分析证明基于这种思想的调度算法比现有算法具有很大的优越性. 展开更多
关键词 三级CLOS网络 分布式实现 负载均衡 调度算法
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基于工作站的分布式系统中的负载分配和平衡策略 被引量：6
13
作者 何炎祥 刘朝阳 +1 位作者 邓爱林 杜卓敏 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第11期12-14,共3页
作为分布式系统中自动系统决策的基础，提出了一个新的基于多种资源尺度（ｍｒｍ）的用户监控的负载平衡调度器，并讨论了远程进程执行的具体实现方法。采用该文所述策略和方法可使系统性能显著提高。
关键词 分布式系统 负载分配 负载平衡 工作站
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基于PC集群并行图形绘制系统综述 被引量：11
14
作者 刘真 石教英 +1 位作者 彭浩宇 秦爱红 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期70-72,共3页
如何满足大规模数据集科学计算可视化、沉浸式虚拟现实和巨型场景绘制等应用领域都对计算机图形绘制能力的需求已经是计算机图形学领域亟需解决的问题。在高速网络互联并配有高性能3D图形卡的PC集群上构造并行图形绘制系统已经成为普遍... 如何满足大规模数据集科学计算可视化、沉浸式虚拟现实和巨型场景绘制等应用领域都对计算机图形绘制能力的需求已经是计算机图形学领域亟需解决的问题。在高速网络互联并配有高性能3D图形卡的PC集群上构造并行图形绘制系统已经成为普遍的解决方案。根据几何图元归属判断的时机,并行图形绘制系统可分为Sort-first,Sort-middle和Sort-last。根据应用程序在集群节点间的分布,基于集群的并行图形绘制系统可分为Client-Server和Master-Slave两种系统模型。目前流行的基于PC集群并行图形绘制系统包括WireGL,Chromium,ScalableDisplayWall和AnyGL。 展开更多
关键词 PC集群 并行图形绘制 任务划分 负载平衡 图像合成
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基于动态多处理节点的分布式系统任务调度 被引量：5
15
作者 梁根 秦勇 +1 位作者 郭小雪 梁活民 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期31-33,36,共4页
针对固定处理节点分布式系统动态调控能力弱的问题,给出一种分布式系统任务调度模型,讨论单处理节点任务调度问题,提出平均处理强度指标,用于更准确地刻画处理节点的承载能力。推导出动态多处理节点的任务分配方法,优化分布式系统中任... 针对固定处理节点分布式系统动态调控能力弱的问题,给出一种分布式系统任务调度模型,讨论单处理节点任务调度问题,提出平均处理强度指标,用于更准确地刻画处理节点的承载能力。推导出动态多处理节点的任务分配方法,优化分布式系统中任务处理的时间响应特性。模拟实验证明,该算法有较好的动态调控能力,能根据需要降低处理器负载、改善任务处理延时并更合理地利用系统资源。 展开更多
关键词 任务调度 动态分配 处理强度 负载均衡
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基于负载均衡的随机作业流密码服务调度算法 被引量：5
16
作者 李莉 史国振 +2 位作者 耿魁 董秀则 李凤华 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期11-19,共9页
针对安全领域业务流并行处理系统面临数据密码服务请求多样,串行工作模式和并行工作模式交叉,不同业务的数据流相互交叉的现状以及服务响应的高速、高可靠性需求的问题,为了提高多密码算法并行处理的效率,以负载均衡为调度目标,在基于... 针对安全领域业务流并行处理系统面临数据密码服务请求多样,串行工作模式和并行工作模式交叉,不同业务的数据流相互交叉的现状以及服务响应的高速、高可靠性需求的问题,为了提高多密码算法并行处理的效率,以负载均衡为调度目标,在基于业务标识的分层硬件调度方法 HHS-ACDID基础上,综合考虑算法处理节点的存储容量和处理速度,设计一种同时支持非关联任务和关联任务的负载均衡作业调度算法,实现了高速的密码处理吞吐率。仿真结果表明,该算法能够完成对数据流系统的动态调度并且得到较优的负载均衡效果,与HHS-ACDID相比,执行效率提高12%左右。 展开更多
关键词 作业调度 并行处理 负载均衡 多密码算法 数据流
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并行交换中支持包保序的缓存结构及调度算法 被引量：3
17
作者 兰巨龙 董雨果 +1 位作者 陈越 温建华 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第F12期35-38,共4页
并行交换结构的并行工作原理和负载平衡特性使得属于同一流的分组或者信元被分散到多个交换模块进行处理 ,在输出端口它们的先后顺序无法得到保证 .为了解决该问题 ,本文提出一种支持包保序的新技术 ,包括两级虚拟输入排队 (VIQ)结构和... 并行交换结构的并行工作原理和负载平衡特性使得属于同一流的分组或者信元被分散到多个交换模块进行处理 ,在输出端口它们的先后顺序无法得到保证 .为了解决该问题 ,本文提出一种支持包保序的新技术 ,包括两级虚拟输入排队 (VIQ)结构和包保序轮询 (SKRR)调度算法 ,并且从理论上分析了这种新技术的吞吐率和时延性能 . 展开更多
关键词 并行交换 负载平衡 时延 调度
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异构分布式系统中基于负载均衡的容错调度算法 被引量：17
18
作者 郭辉 王智广 周敬利 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期1807-1816,共10页
提出了基于主/从版本的具有容错功能的进程调度算法HDALF和HDLDF,且分别给出两种算法的时间复杂度并对算法的负载均衡性和节点资源利用率作了讨论.与以往容错调度算法不同的是,此算法是在被动进程复制模式下、适合于异构分布式系统的容... 提出了基于主/从版本的具有容错功能的进程调度算法HDALF和HDLDF,且分别给出两种算法的时间复杂度并对算法的负载均衡性和节点资源利用率作了讨论.与以往容错调度算法不同的是,此算法是在被动进程复制模式下、适合于异构分布式系统的容错调度算法.而以往的研究都是建立在主从版本进程有相等的负载或执行时间相同的模型基础上,或者仅适合于同构分布式系统.实验结果表明,HDALF算法和HDLDF算法的性能比基于同构分布式模型下的两阶段算法更加优越.并且得出了这样的结果:当系统发生故障前后的负载均衡性权值相等时,在负载均衡和处理机资源利用率方面,HDLDF算法都要优于HDALF算法. 展开更多
关键词 容错系统 异构分布式系统 负载均衡 容错调度算法 进程分配
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负载平衡调度问题的一般模型研究 被引量：15
19
作者 李冬梅 施海虎 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第8期121-125,共5页
分布式系统提供了巨大的处理能力,为了实现和充分利用这种能力,需要优良的负载平衡调度技术。因此,负载平衡问题是影响分布式系统性能的重要因素。在深入研究分布式系统中负载平衡调度问题的基础上,归纳总结了负载平衡调度的一般模型,... 分布式系统提供了巨大的处理能力,为了实现和充分利用这种能力,需要优良的负载平衡调度技术。因此,负载平衡问题是影响分布式系统性能的重要因素。在深入研究分布式系统中负载平衡调度问题的基础上,归纳总结了负载平衡调度的一般模型,对影响负载平衡的各个因素进行了详细的分析。此模型已在一个实际模型中得到了有效地验证。 展开更多
关键词 分布式系统 一般模型 静态负载平衡 动态负载平衡 调度策略
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负载均衡的分布式网络管理系统 被引量：6
20
作者 孙延涛 杨芳南 石志强 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期34-41,共8页
基于物理拓扑发现的最新进展,提出了一个负载均衡的分布式网络管理系统D-CBNMS。该系统具有良好的伸缩性,允许动态增加管理节点以扩大网络管理范围;具备精细的负载均衡能力,可以动态调整管理节点的负荷;具备拓扑感知能力,可以利用详细... 基于物理拓扑发现的最新进展,提出了一个负载均衡的分布式网络管理系统D-CBNMS。该系统具有良好的伸缩性,允许动态增加管理节点以扩大网络管理范围;具备精细的负载均衡能力,可以动态调整管理节点的负荷;具备拓扑感知能力,可以利用详细的物理拓扑信息,把管理任务分配给距离最近的管理节点。D-CBNMS系统目前已应用在用户驻地网解决方案——社区宽带综合业务网络系统中。实验表明,D-CBNMS可以有效降低网管数据占有的网络带宽。 展开更多
关键词 网络管理 分布式系统 负载均衡 拓扑感知
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