Kompyuter injiniring fakulteti bioinformatika va biomexanika

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT


TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI FARG`ONA FILIALI




KOMPYUTER INJINIRING FAKULTETI


BIOINFORMATIKA VA BIOMEXANIKA
FANIDAN
“Bioinformatikaga oid elektron qo’llanmalar”


MAVZUSIDA TAYYORLAGAN
MUSTAQIL ISHI


Farg’ona 2023
Tarqalgan tizimlarda yuklarni muvozanatlash.

Reja:

Kirish.

1. 
   Muvozanatlash nima.
   
2. 
   Statik va dinamik muvozanatlash.
   
3. 
   Dinamik muvozanatni saqlash vazifasi.
   
4. 
   Muvozanatni saqlash muammolarini amaliy yechish metodikasi.
   
5. 
   Yuklarni muvozanatlash bilan bog'liq muammolar.
   

Xulosa.
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati.

Kirish

Kompyuter tarmoqlari terminologiyasida yuklamarni muvozanatlashtirish yoki yuklamani balanslash - bu resurslardan foydalanishni optimallashtirish, so'rovlarga xizmat ko'rsatish vaqtini qisqartirish, bir nechta tarmoq qurilmalari (masalan, serverlar) o'rtasida vazifalarni taqsimlash, klasterni gorizontal masshtablashtirish (dinamik ravishda qurilmalarni qo'shish yoki o'chirish), shuningdek xatolarga bardoshlilikni ta’minlash (zahiralash) maqsadida ishlatiladi.

Proxy server
Mahalliy tarmoq kompyuterlarining Internetga kirishini ta'minlash;ma'lumotlarni keshlash: agar tashqi tarmoq kanalga bir xil manbalarga tez-tez murojatlar sodir bo'lsa, tushadigan yuklamani kamaytirish va mijoz tomonidan so'ralgan ma'lumotlarning qabul qilinishini tezlashtirish uchun;
mahalliy tarmoqni tashqi kirishdan himoya qilish: masalan, proksi-serverni shunday sozlashimiz mumkini, lokal kompyuterlar tashqi resurslarga faqat u orqali kirishlari mumkin va tashqi kompyuterlar lokalga umuman kirish imkoniyatiga ega bo'lmaydi (ular faqat proksi-serverni ko’rishadi xolos);mahalliy tarmoqdan tashqariga chiqishni cheklash: masalan, ba'zi bir veb saytlarga kirishni cheklash, ba'zi mahalliy foydalanuvchilar uchun internetdan foydalanishni cheklash, trafik yoki o'tkazuvchanlik uchun kvotalar belgilash, reklama va viruslarni filtrlash mumkin;turli xil manbalarga kirishni anonimlashtirish: proksi-server so'rov manbasi yoki foydalanuvchi to'g'risidagi ma'lumotlarni yashirishi mumkin. Bunday holda, server faqat proksi-server haqida ma'lumotni, masalan, IP-manzilni ko'radi, ammo so'rovning haqiqiy manbasini aniqlay olmaydi.kirish cheklovlarini chetlab o'tish: masalan, ba'zi manbalarga kirish qonun bilan cheklangan va filtrlangan bo’lishi mumkin. Bu cheklovlarni proksi serverlar yordamida chetlab o’tsa bo’ladi.
Va nihoyat, taqsimlangan tizimning yana bir muhim qismi yukni muvozanatlashdir. Yuklarni muvozanatlash har qanday arxitekturaning asosiy qismidir, chunki ularning roli, ular yukni xizmat ko'rsatish uchun to'lovlar uchun mas'ul bo'lgan tugunlar orasidagi yukni tarqatishdir. Bu tizimda bir xil funktsiyani bir xil funktsiyaga xizmat qilishiga imkon beradi. (Qarang) Ularning asosiy maqsadi - bu bir vaqtning o'zida ulanishlarni bajarish va talab qilinadigan tugunlarni boshqarish, tizimga shunchaki talablarni qo'shish uchun tugunlarni qo'shishga imkon beradigan talabnomalarni boshqarish.
Xizmat so'rovlari, shu jumladan tasodifiy tugun, tsiklik algoritm yoki hatto markaziy protsessor yoki qo'chqorni ishlatish kabi ba'zi bir mezonlar asosida tugunni tanlash juda ko'p turli xil algoritmlar mavjud. Yuklarni muvozanatlash apparat yoki dasturiy ta'minot sifatida amalga oshirilishi mumkin. Ochiq manbali dasturiy ta'minotda yuklarni muvozanatlash orasida Haproxy eng keng tarqalgan.
Tarqatilgan tizimda yuk balanslari ko'pincha tizimning "old chetida", shunda barcha kirish so'rovlari to'g'ridan-to'g'ri ular orqali o'tadi. Ehtimol, murakkab taqsimlangan tizimda so'rovda ko'rsatilganidek, so'rov bir necha balqonlar orqali o'tishi kerak. Har bir mijoz masofaviy xizmat vazifasini talab qiladigan tizimni tasavvur qiling. Ushbu xaridorlarning har biri o'z so'rovini iloji boricha tezroq bajaradigan va natijalarini tegishli mijozlarga qaytaradigan serverga o'z so'rovini yuboradi. Kichik tizimlarda, u erda bitta server (yoki mantiqiy xizmat) kiruvchi mijozlarga ular kelganida, bunday holatlar odatda ishlashi kerak. Biroq, server bu ishlov berishdan ko'ra ko'proq so'rovlarni qabul qilganda, har bir mijoz boshqa mijozlarning o'z so'roviga javob berishdan oldin boshqa mijozlarning so'rovlarini bajarishni tugatishni kutmoqda. Bu ko'rsatilgan sinxron so'rovning misoli.
Sinxron xatti-harakatlarning ushbu turi mijozning imkoniyatlarini yanada yomonlashi mumkin; Darhaqiqat, mijoz talabaga javob olganiga qadar kutishga majbur bo'ladi. Tizim yukini engish uchun qo'shimcha serverlarni qo'shish, aslida, muammoni hal qilmaydi; Hatto samarali yukni tekislash bilan ham, mijozning mahsuldorligini oshirish uchun zarur bo'lgan yagona va adolatli yuk taqsimotini ta'minlash juda qiyin. Bundan tashqari, agar ushbu so'rovni qayta ishlash serveri mavjud bo'lmasa (yoki u amalga oshmadi), so'ngra u bilan bog'liq mijoz ham ishlashni to'xtatadi. Ushbu muammoning samarali yechimi mijozning so'rovi va uning xizmati uchun bajarilgan amaldagi ishni talab qiladi.
Tarqatilayotgan dasturni hisoblash yuklamasini muvozanatlash muammolari quyidagilarga sabab bo'ladi:

• taqsimlangan ilovaning tuzilishi bir xil emas, turli mantiqiy jarayonlar har xil hisoblash imkoniyatlarini talab qiladi;

• (masalan, klaster) murakkab tuzilishga hisoblash, shuningdek, Turli xil hisoblash tugunlari turli ishlashga ega;Interstitial shovqin strukturasi bir hil emas; Nodlarni bog'lab turgan aloqa liniyalari mahsulotning turli xil xususiyatlariga ega bo'lishi mumkin.Statik va dinamik balanslash.Statik va dinamik muvozanatni farqlash kerak.Statik muvozanat tarqatilgan arizaning bajarilishidan oldin amalga oshiriladi. Biroq, protsessorlar (kompyuterlar) tomonidan mantiqiy jarayonlarni oldindan joylashtirishga ta'sir ko'rsatmaydi.
Buning sababi shundaki:
• Dastur bajarilayotgan hisoblash muhiti o'zgarishi mumkin, har qanday hisoblash tuguni bajarilmasligi mumkin.Dinamik muvozanat paytda tugunlari ustida hisoblash yuklama qayta taqsimlashda o'z ichiga oladi. Dinamik muvozanatni tatbiq qiluvchi dasturiy ta'minot quyidagilarni aniqlaydi:
• hisoblash nodlarini o'rnatish;
• aloqa liniyalarining imkoniyatlari;Tarqatilgan dasturning mantiqiy jarayonlar va boshqalar o'rtasidagi xabar almashinuvining chastotasi.Taqsimlangan dasturning mantiqiy jarayonlar va boshqalar o'rtasidagi xabar almashinuvining chastotasi.Yig'ilgan ma'lumotlar, ham taqsimlangan dastur va hisoblash muhiti kabi mantiqiy jarayonlarni bir tugundan ikkinchisiga o'tkazish to'g'risida qaror qabul qilinadi.Dinamik muvozanat vazifasini belgilash.Yuklamalarni muvozanatlashning maqsadi quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Muayyan tarmoq topologiyasi haqida hisoblar, ma'lumotlar va kompyuter o'z ichiga olgan muammolarni majmui asosida, kompyuterlar hisoblash yuklamasi va ular orasidagi ma'lumotlar uzatish minimal qiymati taxminan teng bo’ladi va kompyuter tomonidan vazifalar taqsimlanadi
Balanslash muammolarini amaliy hal qilish metodikasiOdatda, yuklamalarni muvozanatlash muammosiga amaliy va kompleks yechim to'rtta bosqichdan iborat:
Hisoblash tugunlarining yuklamasini hisoblash.
Yuklamalarni muvozanatlashni boshlash.
Muvozanat to'g'risida qaror qabul qilish. Ob'ektlarni ko'chirish.
Markazlashgan strategiyali kompyuter butun kompyuter tizimi holati to'g'risidagi global ma'lumot to'playdi va har bir kompyuter uchun vazifalarni harakat haqida qaror qabul qiladi.
Har bir protsessor uchun strategiya taqsimlangan paytda yuklama algoritmi amalga oshiriladi, Ko'chirish faqat qo'shni protsessorlar orasida paydo bo'ladi.
Taqsimlanayotgan simulyatsiya modelining yuklamalarni balanslash
Taqsimlanish modellashtirish paytida muvozanatlash ham amalga oshirilishi kerak. Parallel diskret simulyatsiyasining dastlabki maqsadi katta va murakkab modellarning tezkor bajarilishi. Xususan, ba'zi protsessorlar (yoki tarmoqdagi kompyuterlar) to’la bo’ladi va natijada ma’lumotlar oz yuklanalanadi yoki aksincha boshqasi bo'sh bo'lishi mumkin.Yuklamani kamroq hajmdagi protsessorlarga (kompyuterlarga) qayta taqsimlash – muammolardan chiqishga yordam beradi.
Markaziy koordinatsiya jarayoni yuklamani o'tkazish to'g'risida qaror qabul qiladi.
Har bir xabar yuborish jarayoni uzatiladigan yuklamani tanlash uchun javobgardir.

Birinchi bosqichda markaziy koordinator tanlanadi va barcha ish stantsiyalarida u qaror qabul qilishi mumkin. Markaziy koordinator CPU foydalanish haqida ma'lumot to'plagunga qadar yuklama transfer jarayonida barcha ish stantsiyalari biroz vaqt o'z ishini to'xtatib turadi. Koordinator ma’lumot yuklash va tizimda yuklamani taqsimlash to'g'risidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan ma'lumotlarni tahlil qiladi. Koordinator, ushbu ma'lumot asosida, yuklamani bir kompyuterdan ikkinchisiga o'tkazish bo'yicha choralar ko'rish yoki ko’rmaslik to'g'risida qaror qabul qiladi.

1. Ishlashning pasayishi: 
Bu unumdorlikning pasayishiga olib kelishi mumkin, chunki yuk balanslagichlari turli xil resurslarga ekvivalent yoki oldindan belgilangan og'irliklarni belgilaydi va shuning uchun tezlik va narx jihatidan yomon ishlashga olib kelishi mumkin. Shuning uchun resurslarning turiga qarab yukni muvozanatlashtiradigan samarali yuk balanslagichlariga ega bo'lish zarur.
2. Ish tanlash: 
Bu ish tanlash masalasi bilan shug'ullanadi. Qachonki biz yuk balanslagichlari orqali resurslarga ba'zi ishlarni tayinlaymiz. Tizimimiz uchun qaysi serverlar samarali ishlashi uchun tartibni va qaysi vazifalarni berish kerakligini hal qilish uchun optimal algoritm bo'lishi kerak.
3. Yuklash darajasini taqqoslash: 
Yuklarni taqsimlash turli serverlarning yuk darajasini taqqoslash asosida amalga oshirilishi kerak. Shunday qilib, server holati to'g'risidagi ma'lumotlarni yig'ish va saqlash uchun butun tizimni o'rnatish kerak.
4. Yukni baholash: 
Tugundagi yukni yoki jarayonlarning umumiy sonini aniqlash yoki bashorat qilishning hech qanday usuli yo'q, chunki jarayon resurslariga talab tez o'zgarib turadi.
5. Ishlash ko'rsatkichlari:
Tizimning ishlash ko'rsatkichlari ma'lum bir nuqtadan boshqa narsani kamaytirmasligi kerak. Yuk balanslagichlari barqarorlikni ta'minlashi kerak. Shunday qilib, ular ekstremal hodisalar paytida, masalan, serverdan so'rovlar soni keskin oshganiga ishonch hosil qilishlari kerak.
6. Mavjudligi va kengaytirilishi:
Taqsimlangan tizim osongina mavjud va kengaytiriladigan bo'lishi kerak. Hozirgi vaqtda butun dunyoda taqsimlangan tizimlar tushunchasi qo'llaniladi. Bu mijozlarga xizmatlarni talab bo'yicha ko'rish uchun juda ko'p moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Shuning uchun samarali yuk balansi qayta ishlash quvvati va miqyosi bo'yicha kutilgan o'zgarishlarni hisobga olishi kerak. 
7. Barqarorlik: 
Oddiy yuk balanslagichida yuk muvozanatini tanlash uchun mas'ul bo'lgan markaziy tugun mavjud. Bitta yukga barcha kuch berilganidek, u bitta nosozlik nuqtasi holatiga olib keladi. Agar markaziy tugun ishlamay qolsa, bu dasturga yomon ta'sir qiladi. Shuning uchun biz barcha vazifalarimiz uchun markaziy tugunga tayanmasligimizga ishonch hosil qilish uchun ba'zi taqsimlangan algoritmlarga ega bo'lish zarur.
8. Xavfsizlik: 
Shuningdek, u ba'zi xavfsizlik masalalari bilan shug'ullanadi. U hujumlarga chidamli. Bulutli yuk muvozanatini qo'llash orqali bu muammoni kattaroq darajada kamaytirish mumkin. Ular hujumlarga kamroq moyil.
9. Tugunlar o'rtasida almashinadigan ma'lumotlar miqdori: 
Biz bilamizki, tarmoq muammolarini hal qilish juda qiyin. Va rasmga yuk balanslagichini kiritish qiyinchilikni oshiradi. Yuk balanslagichi shunchaki paketlarni tashlab yuboryaptimi, paketlarni o'zgartiryaptimi yoki kechikishlarni oshiryaptimi, aytish qiyin bo'lishi mumkin.
10. Oddiylik:
Yuk balanslagichining algoritmi oddiyroq bo'lishi kerak, u murakkab yoki yuqori vaqt murakkab bo'lmasligi kerak. Tizim qanchalik murakkablashsa, kechikish shunchalik ko'payadi va bu serverning javob berish vaqtini oshiradi. Shunday qilib, taqsimlangan tizimning umumiy unumdorligiga murakkab algoritm zarar etkazadi.
11. Bir hil tugunlar: 
Tizimga bo'lgan talablar vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadi. Shuning uchun biz bir hil tugunlarga, ya'ni muayyan turdagi vazifani bajarish uchun yaratilgan tugunlarga bora olmaymiz. Natijada, turli muhitlar/tugunlar uchun samarali yuk balanslash yechimlarini ishlab chiqish qiyin vazifadir.
Foydalanilgan adabiyotlar
1) Informatika. Pod redaksiey professora N.M,Makarovoy M., «Finansi i statistika» 1997
2) V.E. Figurnov IBM PC dlya polzovateley. M., 1990
3) N.X.Noraliev.,N.Qilichev Informatika, o`quv qo`llanma, 2004 y
4) Raxmonqulova IBM PC shaxsiy kompyuterlarida ishlash. Sharq NMК-S PRINT. N.,1998
5) N.X.Noraliev va boshqalar. Informatika va hisoblash texnikasi. T.,1996
Foydalanilga saytlar
1.https://fayllar.org/taqsimlangan-tizimlardagi-yuklamani-muvozanatda-saqlash.html
2. https://www.geeksforgeeks.org/issues-related-to-load-balancing-in-distributed-system/