МЕТОД ВИБОРУ ГОЛОВНОГО ВУЗЛА ТА ФОРМУВАННЯ КОНВЕЄРІВ ОБРОБКИ У РОЗПОДІЛЕНИХ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ

Анотація

У статті запропоновано метод вибору головного вузла в РТС з кластерною архітектурою та конвеєрною обробкою даних. Метод спрямований на забезпечення стійкого керування інформаційними потоками у кластері за умов динамічного змінення навантаження, нестабільності мережевих з’єднань і обмеженості обчислювальних ресурсів. На відміну від класичних процедур вибору лідера, які базуються на глобальній синхронізації або широкомовних виборчих алгоритмах, запропонований підхід реалізує детермінований вибір координатора на основі локального ранжування вузлів з урахуванням метрик затримки, обчислювальної потужності та унікальних ідентифікаторів.

У межах запропонованого методу удосконалено алгоритм вибору лідера Gossip, за рахунок доповнення механізмами періодичного обміну метриками, локального ранжування кандидатів, призначення резервних вузлів і автоматичного перемикання керування у разі виявлення відмови. Алгоритм передбачає збереження актуального стану вузлів у вигляді локальних списків, а також використання контрольних повідомлень типу heartbeat для підтвердження активності головного вузла. Розроблено механізми обмеження надлишкового поширення інформації через введення TTL (Time-To-Live) і маркерів ітерацій, що унеможливлює циркуляцію застарілих повідомлень.

Експериментальне моделювання показало, що удосконалений алгоритм забезпечує повну збіжність даних у кластері з 50 вузлів за 4–6 секунд, демонструє високу стійкість до втрат повідомлень (≤1 %) та мінімальні затримки при автоматичному перепризначенні координатора. У порівнянні зі швидким алгоритмом хулігана, запропонований підхід зменшує загальний мережевий трафік у фазі відновлення керування до 18 % і підвищує стабільність роботи кластеру в умовах частих змін топології.

Таким чином, запропонований метод дозволяє ефективно управляти кластерними РТС з конвеєрною обробкою даних без потреби у запуску виборчих процедур, що робить його придатним для впровадження у масштабовані та критично навантажені телекомунікаційні середовища.