Организация распределенных вычислений с помощью Docker Swarm и алгоритма Round Robin для балансировки нагрузки

Аннотация

Балансировка нагрузки в облачных вычислениях и грид-системах представляет собой важнейшую задачу, поскольку правильное распределение задач и ресурсов между узлами напрямую влияет на производительность и эффективность использования инфраструктуры. С ростом числа пользователей и увеличением сложности вычислительных задач, особенно в средах с высокими требованиями к обработке данных, разработка эффективных алгоритмов балансировки нагрузки становится неотъемлемой частью современных исследований. В статье рассматриваются как статические, так и динамические подходы к распределению нагрузки, с акцентом на использование Docker Swarm и алгоритма Round Robin для грид-систем.
Для иллюстрации предложенного метода используется инфраструктура на основе NGINX и FastAPI, которая позволяет гибко и равномерно распределять входящие запросы на сервера с минимальной загрузкой, снижая риск перегрузки отдельных узлов. В качестве ключевых показателей эффективности предложены загрузка процессора (CPU) и оперативной памяти (RAM). Проводится анализ в контексте их влияния на стабильность и производительность системы. Результаты исследования демонстрируют, что использование Docker Swarm позволяет поддерживать стабильную работу при нагрузке до 60 клиентов, обеспечивая равномерное распределение задач и минимизируя потребление ресурсов.
Представленные результаты распределения вычислительных задач, показывают устойчивость к нагрузке и сокращение времени простоя, что особенно важно для высокоприоритетных задач. Результаты тестирования подтверждают целесообразность применения данного подхода, а также открывают возможности для дальнейшего расширения системы и её адаптации для более крупных вычислительных мощностей.