Сравнительный анализ методов балансировки трафика

Algorithm

Principles

WRR is presented in the following as a network scheduler. It can also be used to schedule tasks in a similar way.

A weighted round-robin network scheduler has n{\displaystyle n} input queues, q1,…,qn{\displaystyle q_{1},…,q_{n}}. To each queue qi{\displaystyle q_{i}} is associated wi{\displaystyle w_{i}}, a positive integer, called the weight. The WRR scheduler has a cyclic behavior. In each cycle, each queue qi{\displaystyle q_{i}} has wi{\displaystyle w_{i}} emissions opportunities.

The different WRR algorithms differ on the distributions of these opportunities in the cycle.

Classical WRR

In classical WRR
the scheduler cycles over the queues. When a queue qi{\displaystyle q_{i}} is selected, the scheduler will send packets, up to the emission of wi{\displaystyle w_{i}} packet or the end of queue.

Constant and variables: 
    const N             // Nb of queues 
    const weight  // weight of each queue
    queues        // queues
    i                   // queue index
    c                   // packet counter
    
Instructions:
while true do 
   for i in 1 .. N do
      c:= 0
      while (not queue.empty) and (c<weight) do
         send( queue.head() )
         queue.dequeue()
         c:= c+1

Interleaved WRR

Let wmax=max{wi}{\displaystyle w_{max}=\max\{w_{i}\}}, be the maximum weight. In IWRR , each cycle is split into wmax{\displaystyle w_{max}} rounds. A queue with weight wi{\displaystyle w_{i}} can emit one packet at round r{\displaystyle r} only if r≤wi{\displaystyle r\leq w_{i}}.

Constant and variables: 
    const N             // Nb of queues 
    const weight  // weight of each queue
    const w_max
    queues        // queues
    i                   // queue index
    r                   // round counter
    
Instructions:

while true do
   for r in 1 .. w_max do 
      for i in 1 .. N do
         if (not queue.empty) and (weight >= r)then
            send( queue.head() )
            queue.dequeue()

Example

Example of scheduling for CRR and IWRR

Consider a system with three queues q1,q2,q3{\displaystyle q_{1},q_{2},q_{3}} and respective weights w1=5,w2=2,w3=3{\displaystyle w_{1}=5,w_{2}=2,w_{3}=3}. Consider a situation where they are 7 packets in the first queue, A,B,C,D,E,F,G, 3 in the second queue, U,V,W and 2 in the third queue X,Y. Assume that there is no more packet arrival.

With classical WRR, in the first cycle, the scheduler first selects q1{\displaystyle q_{1}} and transmits the five packets at head of queue,A,B,C,D,E (since w1=5{\displaystyle w_{1}=5}), then it selects the second queue, q2{\displaystyle q_{2}}, and transmits the two packets at head of queue, U,V (since w2=2{\displaystyle w_{2}=2}), and last it selects the third queue, which has a weight equals to 3 but only two packets, so it transmits X,Y. Immediately after the end of transmission of Y, the second cycle starts, and F,G from q1{\displaystyle q_{1}} are transmitted, followed by W from q2{\displaystyle q_{2}}.

With interleaved WRR, the first cycle is split into 5 rounds. In the first one (r=1), one packet from each queue is sent (A,U,X), in the second round (r=2), another packet from each queue is also sent (B,V,Y), in the third round (r=3), only queues q1,q3{\displaystyle q_{1},q_{3}} are allowed to send a packet (w1>=r{\displaystyle w_{1}>=r}, w2<r{\displaystyle w_{2}<r} and w3>=r{\displaystyle w_{3}>=r}), but since q3{\displaystyle q_{3}} is empty, only C from q1{\displaystyle q_{1}} is sent, and in the fourth and fifth rounds, only D,E from q1{\displaystyle q_{1}} are sent. Then starts the second cycle, where F,W,G are sent.

Критерии планирования

Переключение контекста

Переключение контекста — это вычислительный процесс сохранения и восстановления состояния ЦП так, что выполнение может быть возобновлено с той же точки в более позднее время. Переключение контекста обычно требует значительных вычислительных ресурсов, что приводит к значительным потерям времени, памяти и затрат на планирование. Дизайн операционной системы заключается в оптимизации этих переключателей.

Пропускная способность

пропускная способность определяется как число процессов, выполненных за единицу времени. Пропускная способность будет медленной при реализации циклического планирования. Переключатель контекста и пропускная способность пропорциональны друг другу.

Время оборота

Время оборота — это сумма периодов, потраченных на ожидание попадания в память, ожидание в очереди готовности, выполнение на процессоре и ввод-вывод. Это должно быть меньше.

Время ожидания

Время ожидания — это время, которое процесс ожидал в очереди готовности. Алгоритм планирования ЦП не влияет на количество времени, в течение которого процесс выполняется или выполняет ввод-вывод; это влияет только на количество времени, которое процесс проводит в очереди ожидания.

Время отклика

Время отклика — это время, необходимое для начала отклика, а не время, необходимое для вывода отклика. Большое время отклика является недостатком в циклической архитектуре, так как приводит к снижению производительности системы.

Определение размера пользовательской базы

Хотя и легко предположить число потенциальных пользователей приложения, гораздо сложнее узнать, сколько их на самом деле. На момент декабря 1998 года домашняя страница проекта MRTG имеет около 700 посетителей и около 200 скачиваний в день. Эти числа достаточно велики для такой страницы, однако, не дают достоверной информации о том, сколько сайтов используют MRTG.
Приложения по типу MRTG, которые генерируют информацию, видимую по Web-сети, предлагают уникальный способ измерить количество пользователей по наличию заголовка-referrer в HTTP-запросах. Каждая web-страница, которая генерируется MRTG, содержит ссылку на домашнюю страницу MRTG. Когда кто-либо переходит по этой ссылке на домашнюю страницу MRTG, веб-сервер записывает информацию о referrer. С этой информацией возможно сделать достаточно точную оценку количества сайтов, использующих MRTG. Такой анализ был введен в августе 1998, используя данные с последних двух лет. Он показал заголовки referrer от около 17500 различных хостов с около 11400 сайтов второго уровня и 120 сайтов первого уровня.
Это исключает все инсталляции MRTG, где HTML-вывод был изменен и ссылка на домашнюю страницу была удалена, так, что переход по ней был бы невозможен. Однако, этот факт все еще определяет нижнюю границу количества пользователей.

Ваши обязанности

Помимо сбора участников вышивальной игры, на ваших плечах (как организатора), будет лежать ответственность за сбор полной информации и регулирование спорных вопросов по ходу игры.

То есть, вы будете должны собрать правильные почтовые адреса каждой из участниц, регулировать пересылку робинов (от кого и к кому передаются). Лучше иметь достаточно контактной информации от каждого игрока, например контактные мобильный и домашний телефоны, электронные почтовые ящики, Skype или другие виды связи. Хоть это и игра, но каждый должен чувствовать ответственность перед другими рукодельницами. На ваших плечах будет лежать ответственность за регулирование сроков выполнения вышивки. Да, единственное, на что вы не повлияете — это скорость почтовых отправлений (тут, конечно, никто не поможет).

Кроме этого, заранее оговорите со всеми участниками следующие моменты:

• используемые материалы (марка ниток);
• дополнительные возможные украшения (бисер, стразы, пайетки и так далее),
• сроки для вышивания каждого этапа (необходимо учитывать, что кто-то работает, кто-то в декрете, не все могут позволить уделять игре Round Robin целый день), обычно для одного этапа определяют две-три недели;
• допустимые размеры рисунка для каждого, лучше стараться делать равноценные условия;
• возможные ситуации при форс-мажорах (кто-то может заболеть, проблемы с доставкой);
• иные организационные моменты.

Такие вопросы требуют предварительного решения, чтобы потом не возникли конфликтные ситуации. Ведь от игры надо получать только позитивные эмоции.

Использование RRD Tool

RRD Tool существует как отдельное приложение rrdtool, которое принимает инструкции по командной строке или через конвейер. Самый предполагаемый способ доступа к RRD Tool – прямой вызов функций через Perl биндинги. Это позволяет избежать генерации нового процесса rrdtool для каждой операции и это работает даже на Windows NT (в отличие от UNIX-конвейеров).

Листинг ниже показывает как создать новую RRD с именем demo.rrd.

rrdtool create demo.rrd --step=300 DS:COUNTER:400:0:1000000 \
DS:GAUGE:600:-100:100 RRA:AVERAGE:1:1000 RRA:AVERAGE:10:2000 \
RRA:MAX:10:2000 

Эта БД имеет базовый интервал обновления 300 секунд. Она принимает информацию от двух источников данных и сохраняет их в два RRA. Первый источник данных – это счетчик, который должен быть опрошен каждые 400 секунд. Его допустимые значения лежат между 0 и 1000000. Второй источник данных – индикатор с минимальным временем обновления 600 секунд. Его выходные значения должны быть от -100 до 100. Все значения, не укладывающиеся в лимит для конкретного источника данных, будет записаны как unknown.
Данные хранятся в трех RRA. В первой хранится последние 1000 значений в 300-секундном интервале. Второй RRA хранит 2000 значений в 3000-секундном интервале, строя среднее арифметической из 10 базовых интервалов. Наконец, третий RRA имеет те же свойства, что и второй, за исключением того, что в нем хранится максимум 300-секундных значений взятых за последний 10 базовых интервалов.
Сохранение данных в RRD очень выполняется просто:

rrdtool update demo.rtd DATA:1994982:U

Это обновляет RRD с данными с первого источника данных 1994982 и значение unknown со второго источника данных. Время для обновления берется текущее. Если требуется время может быть указано с помощью опции —time.
После заполнения RRD данными, RRD Tool может быть использован для генерации визуального представления собранных данных, например, следующим образом:

rrdtool graph demo.gif --start=-86400 --title="LISA Demo Graph" \
--vertical-label=’Degree Fahrenheit’ DEF:celsius=demo.rrd:1:AVERAGE \
"CDEF:fahrenheit=celsius,9,*,5,/,32,+" \
 AREA:fahrenheit#ff0000:"Temperature in Room J97" \
 GPRINT:fahrenheit:AVERAGE:"Average for the last 24h %2.1fF"

Результат, создаваемый этой командой, показан на рис. 7 ниже.

Здесь показаны данные о температуре за последние 24 часа (86400 секунд). Данные выражены в градусах Фаренгейта и получаются из градусов Цельсия используя RPN math, как показано в командной строке с CDEF.

Algorithm[edit]

Principlesedit

WRR is presented in the following as a network scheduler. It can also be used to schedule tasks in a similar way.

A weighted round-robin network scheduler has n{\displaystyle n} input queues, q1,…,qn{\displaystyle q_{1},…,q_{n}}. To each queue qi{\displaystyle q_{i}} is associated wi{\displaystyle w_{i}}, a positive integer, called the weight. The WRR scheduler has a cyclic behavior. In each cycle, each queue qi{\displaystyle q_{i}} has wi{\displaystyle w_{i}} emissions opportunities.

The different WRR algorithms differ on the distributions of these opportunities in the cycle.

Classical WRRedit

In classical WRR the scheduler cycles over the queues. When a queue qi{\displaystyle q_{i}} is selected, the scheduler will send packets, up to the emission of wi{\displaystyle w_{i}} packet or the end of queue.

Constant and variables:      const N             // Nb of queues      const weight  // weight of each queue     queues        // queues     i                   // queue index     c                   // packet counter      Instructions: while true do     for i in 1 .. N do       c:= 0       while (not queue.empty) and (c<weight) do          send( queue.head() )          queue.dequeue()          c:= c+1 

Interleaved WRRedit

Let wmax=max{wi}{\displaystyle w_{max}=\max\{w_{i}\}}, be the maximum weight. In IWRR , each cycle is split into wmax{\displaystyle w_{max}} rounds. A queue with weight wi{\displaystyle w_{i}} can emit one packet at round r{\displaystyle r} only if r≤wi{\displaystyle r\leq w_{i}}.

Constant and variables:      const N             // Nb of queues      const weight  // weight of each queue     const w_max     queues        // queues     i                   // queue index     r                   // round counter      Instructions: 

while true do    for r in 1 .. w_max do        for i in 1 .. N do          if (not queue.empty) and (weight >= r)then             send( queue.head() )             queue.dequeue() 

Exampleedit

Example of scheduling for CRR and IWRR

Consider a system with three queues q1,q2,q3{\displaystyle q_{1},q_{2},q_{3}} and respective weights w1=5,w2=2,w3=3{\displaystyle w_{1}=5,w_{2}=2,w_{3}=3}. Consider a situation where they are 7 packets in the first queue, A,B,C,D,E,F,G, 3 in the second queue, U,V,W and 2 in the third queue X,Y. Assume that there is no more packet arrival.

With classical WRR, in the first cycle, the scheduler first selects q1{\displaystyle q_{1}} and transmits the five packets at head of queue,A,B,C,D,E (since w1=5{\displaystyle w_{1}=5}), then it selects the second queue, q2{\displaystyle q_{2}}, and transmits the two packets at head of queue, U,V (since w2=2{\displaystyle w_{2}=2}), and last it selects the third queue, which has a weight equals to 3 but only two packets, so it transmits X,Y. Immediately after the end of transmission of Y, the second cycle starts, and F,G from q1{\displaystyle q_{1}} are transmitted, followed by W from q2{\displaystyle q_{2}}.

With interleaved WRR, the first cycle is split into 5 rounds. In the first one (r=1), one packet from each queue is sent (A,U,X), in the second round (r=2), another packet from each queue is also sent (B,V,Y), in the third round (r=3), only queues q1,q3{\displaystyle q_{1},q_{3}} are allowed to send a packet (w1>=r{\displaystyle w_{1}>=r}, w2<r{\displaystyle w_{2}<r} and w3>=r{\displaystyle w_{3}>=r}), but since q3{\displaystyle q_{3}} is empty, only C from q1{\displaystyle q_{1}} is sent, and in the fourth and fifth rounds, only D,E from q1{\displaystyle q_{1}} are sent. Then starts the second cycle, where F,W,G are sent.

Characteristics of Round-Robin Scheduling

Here are the important characteristics of Round-Robin Scheduling:

• Round robin is a pre-emptive algorithm
• The CPU is shifted to the next process after fixed interval time, which is called time quantum/time slice.
• The process that is preempted is added to the end of the queue.
• Round robin is a hybrid model which is clock-driven
• Time slice should be minimum, which is assigned for a specific task that needs to be processed. However, it may differ OS to OS.
• It is a real time algorithm which responds to the event within a specific time limit.
• Round robin is one of the oldest, fairest, and easiest algorithm.
• Widely used scheduling method in traditional OS.

Performances: fairness, complexity

Like other GPS-like scheduling algorithm, the choice of the weights is left to the network administrator.

Like WFQ, DRR offers a minimal rate to each flow whatever the size of the packets is. In weighted round robin scheduling, the fraction of bandwidth used depend on the packet’s sizes.

Compared with WFQ scheduler that has complexity of O(log(n)) (n is the number of active flows/queues), the complexity of DRR is O(1), if the quantum Qi{\displaystyle Q_{i}} is larger than the maximum packet size of this flow. Nevertheless, this efficiency has a cost: the latency, i.e. the distance to the ideal GPS, is larger in DRR than in WFQ.

Round Robin scheduling: Odd number of teams.

Let N = number of teams in the tournament. There will be N rounds (since each team will play every other team once, and will be idle for exactly one round ).

Let us work out the schedule for 7 teams, numbering the teams from 1 to 7. Draw a regular N-gon (heptagon for 7 teams). Each vertex represents one team.

Draw horizontal stripes as shown below. The vertex that has been left out gives the idle team. Each segment represents teams playing each other in the first round.

So (7, 6), (1, 5) and (2, 4) play in the first round.

Rotate the polygon 1/Nth of a circle (i.e. one vertex point.) The new segments represent the pairings for round two.

Continue rotating the polygon until it returns to its original position.

One more rotation will bring the polygon back to its original position. Therefore, the schedule could look like this:

Why does this work?

The restriction that no vertex has more than one segment drawn to/from it ensures that no team is scheduled for more than one game in each round.

Restricting ourselves to horizontal stripes ensures that no segment is a rotation or reflection of another segment. This means that no pairing will be repeated in a future round.

Notice that in the case where N (no. of teams) was odd, by having only one idle team in each round, the tournament can be completed in the minimum number of rounds.

Arunachalam Y. is a member of the HeyMath! team

Matches[edit]

Week 1edit

Week 2edit

Week 3edit

Week 4edit

Week 5edit

Week 6edit

Week 7edit

Week 8edit

Week 9edit

Round Robin — игра для современных рукодельниц

Приветствуем вас на нашем сайте! Здесь находится система управления робинами.
Игра Робин или Round Robin это увлекательная коллективная игра, в которой могут участвовать люди из разных городов.
Техника нашего робина — вышивка крестом. Если ты хочешь приобрести новых интересных друзей, похвастаться своим стилем вышивания или полюбоваться на вышитые работы других участников, попрактиковаться в вышивке сюжетов разных фирм и художников, то это то что тебе нужно! 😉

Не совсем понятно что это за игра? Тогда советуем ознакомиться с правилами игры Round Robin
Если у вас возникли вопросы, не стесняйтесь задавайте их! Только перед этим, поглядите, может на них уже ответили 🙂
Там же можете написать отзывы и предложения по улучшению нашей системы.
Рукодельницы, которые уже участвуют, могут разместить наш баннер у себя на сайте, его код вы найдете на своей личной страничке.

Example of Round-robin Scheduling

Consider this following three processes

Step 1) The execution begins with process P1, which has burst time 4. Here, every process executes for 2 seconds. P2 and P3 are still in the waiting queue.

Step 2) At time =2, P1 is added to the end of the Queue and P2 starts executing

Step 3) At time=4 , P2 is preempted and add at the end of the queue. P3 starts executing.

Step 4) At time=6 , P3 is preempted and add at the end of the queue. P1 starts executing.

Step 5) At time=8 , P1 has a burst time of 4. It has completed execution. P2 starts execution

Step 6) P2 has a burst time of 3. It has already executed for 2 interval. At time=9, P2 completes execution. Then, P3 starts execution till it completes.

Step 7) Let’s calculate the average waiting time for above example.

Wait time 
P1= 0+ 4= 4
P2= 2+4= 6
P3= 4+3= 7

Algorithm

The DRR scans all non empty queues in sequence. When a non empty queue i{\displaystyle i} is selected, its deficit counter is incremented by its quantum value. Then, the value of the deficit counter is a maximal amount of bytes that can be sent at this turn: if the deficit counter is greater than the packet’s size at the head of the queue (HoQ), this packet can be sent and the value of the counter is decremented by the packet size. Then, the size of the next packet is compared to the counter value, etc. Once the queue is empty or the value of the counter is insufficient, the scheduler will skip to the next queue. If the queue is empty, the value of the deficit counter is reset to 0.

Variables and Constants
   const integer N             // Nb of queues
   const integer Q       // Per queue quantum 
   integer DC            // Per queue deficit counter
   queue queue           // The queues   

Scheduling Loop
while true do
    for i in 1..N do
        if not queue.empty() then
            DC:= DC + Q
            while( not queue.empty() and
                         DC ≥ queue.head().size() ) do
                DC := DC − queue.head().size()
                send( queue.head() )
                queue.dequeue()
            end while 
            if queue.empty() then
                DC := 0
            end if
        end if
    end for
end while

Basic Usage

Generating Common Schedules

Generate a random schedule where each player meets every other player once:

$teams = ;
$scheduleBuilder = new ScheduleBuilder($teams);
$schedule = $scheduleBuilder->build();

or

$teams = ;
$schedule = schedule($teams);

$teams = ;
$rounds = (($count = count($teams)) % 2 ===  ? $count - 1 : $count) * 2;
$scheduleBuilder = new ScheduleBuilder($teams, $rounds);
$schedule = $scheduleBuilder->build();

or

$teams = ;
$rounds = (($count = count($teams)) % 2 ===  ? $count - 1 : $count) * 2;
$schedule = schedule($teams, $rounds);

$teams = ;
$scheduleBuilder = new ScheduleBuilder($teams);
$scheduleBuilder->doNotShuffle();
$schedule = $scheduleBuilder->build();

or

$teams = ;
$schedule = schedule($teams, null, false);

Use your own seed with the $seed integer parameter for predetermined shuffling:

$teams = ;
$scheduleBuilder = new ScheduleBuilder($teams);
$scheduleBuilder->shuffle(89);
$schedule = $scheduleBuilder->build();

or

$teams = ;
$schedule = schedule($teams, null, true, 89);

Looping Through A Schedule

Looping Through the Master Schedule

Setup:

$teams = ;
$schedule = schedule($teams, null, true, 89);

or

$scheduleBuilder = new ScheduleBuilder();
$scheduleBuilder->setTeams($teams);
$scheduleBuilder->setRounds(10);
$scheduleBuilder->doNotShuffle();
$schedule = $scheduleBuilder->build();

Loop through:

<?php foreach($schedule as $round => $matchups){ ?>
    <h3>Round <?=$round?></h3>
    <ul>
    <?php foreach($matchups as $matchup) { ?>
        <li><?=$matchup[] ?? '*BYE*'?> vs. <?=$matchup ?? '*BYE*'?></li>
    <?php } ?>
    </ul>
<?php } ?>

Looping Through Team Schedules

<?php

$scheduleBuilder = new ScheduleBuilder($teams, 10);
$scheduleBuilder->shuffle(18);
$schedule = $scheduleBuilder->build();
?>


<?php foreach($teams as $team) { ?>
    <h3><?=$team?></h3>
    <ol>
    <?php foreach($schedule($team) as $contest) { ?>
        <li><?=(($contest ? '' : '@').($contest ?? '*BYE*'))?></li>
    <?php } ?>
    </ol>
<?php } ?>

How to Use Round-Robin Brainstorming

Round-Robin Brainstorming is very straightforward:

• Step 1 – Gather your team together around a table. Give each person index cards so that they can record their ideas on individual pieces of card.
• Step 2 – Acting as facilitator, explain the problem that you want to solve. Be specific about the objectives of the brainstorming session. Answer questions, but discourage discussion. The goal in this step is to allow individual people to think creatively without any influence from others.
• Step 3 – Have each team member, in silence, think of one idea and write it down on an index card.
• Step 4 – Once everyone has written down an idea, have each person pass their idea to the person next to them. Everyone should now be holding a new card with their neighbor’s idea written down on it.
• Step 5 – Have each person use their neighbor’s idea as inspiration to create another idea. Then ask each person to hand in their neighbor’s card, and pass their new idea to the person next to them to repeat step 4.
• Step 6 – Continue this circular idea swap for as long as is necessary to gather a good amount of ideas. When the time is up, gather up all the ideas. You can now collate them, eliminate any duplicates and discuss them further as required.