基于優(yōu)化負(fù)載均衡算法的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在云計(jì)算環(huán)境下,隨著計(jì)算機(jī)集群中的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)變化、節(jié)點(diǎn)中資源的動(dòng)態(tài)變化以及大規(guī)模的任務(wù)需求接踵而來(lái),我們將面臨著如何提高任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的資源利用率、如何達(dá)到負(fù)載均衡以及如何提升系統(tǒng)的整體性能和效率等問(wèn)題。
　　在云計(jì)算研究領(lǐng)域中,任務(wù)調(diào)度問(wèn)題一直是一個(gè)比較典型的NP-Hard問(wèn)題。盡管?chē)?guó)內(nèi)外許許多多的研究學(xué)者致力于研究這個(gè)問(wèn)題,但是仍然沒(méi)有提出一個(gè)很好的解決方案。其中,提高系統(tǒng)的負(fù)載均衡率是提高系統(tǒng)整體性能的一個(gè)有效方法,至今也有很多

2、研究者研究出許多相關(guān)成果,但是以求達(dá)到更好,負(fù)載均衡算法尚存在不足,需要繼續(xù)改進(jìn)。
　　本論文的重點(diǎn)是研究并改進(jìn)一個(gè)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡(Dynamic Load Balancing,即DLB)算法Work-stealing,使得任務(wù)能夠高效并行執(zhí)行,使得各臺(tái)機(jī)器的負(fù)載均衡,提高任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的并行資源利用率和整體性能。其基本思想是:由于一個(gè)任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)中各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的處理能力不同,處理任務(wù)的快慢也會(huì)有差別,輕載節(jié)點(diǎn)可以按照某種策略被選為T(mén)

3、hief,然后去重負(fù)載的節(jié)點(diǎn)上竊取任務(wù)執(zhí)行,與重載節(jié)點(diǎn)分擔(dān)任務(wù),縮短系統(tǒng)的時(shí)間跨度Make Span,提高系統(tǒng)的整體效率。
　　在論文的研究過(guò)程中,首先對(duì)任務(wù)調(diào)度和負(fù)載均衡算法的相關(guān)理論進(jìn)行調(diào)研,對(duì)Work-stealing算法的相關(guān)成果進(jìn)行研究,并對(duì)本文提出的三種竊取任務(wù)數(shù)量方面的改進(jìn)策略(加法級(jí)數(shù)、乘法級(jí)數(shù)、二分法)和兩種竊取任務(wù)時(shí)機(jī)(空閑時(shí)竊取和預(yù)取策略)進(jìn)行分析對(duì)比,最后針對(duì)Work-stealing算法的這兩個(gè)方面綜合改

4、進(jìn)。
　　本文中還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)原型任務(wù)調(diào)度系統(tǒng),主要包含了中心任務(wù)調(diào)度服務(wù)器和執(zhí)行器Worker兩類(lèi)組件,可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)分發(fā)、任務(wù)竊取等相關(guān)操作。在系統(tǒng)模型中,使用改進(jìn)的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法Work-stealing實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中的任務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分發(fā)和遷移,盡量消除和減少集群系統(tǒng)中各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)負(fù)載不均勻的現(xiàn)象。
　　最后,論文使用實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方式把改進(jìn)的Work-stealing算法與比較經(jīng)典的負(fù)載均衡算法以及原有的Work-ste