移動(dòng)網(wǎng)格中基于時(shí)間優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度研究.pdf

1、網(wǎng)格將網(wǎng)絡(luò)上分散在不同部門的資源組織在一起，構(gòu)成一臺(tái)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)資源的全面共享和協(xié)同解決問(wèn)題。它充分利用了網(wǎng)絡(luò)上的閑置資源，提高了資源的利用率。而移動(dòng)網(wǎng)格是近年來(lái)興起的新技術(shù)研究熱點(diǎn)，它是在傳統(tǒng)固定網(wǎng)格中加入移動(dòng)設(shè)備，如移動(dòng)電話、PDA、Laptop等構(gòu)成，是移動(dòng)計(jì)算技術(shù)與網(wǎng)格技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。在移動(dòng)網(wǎng)格中，目前大多數(shù)研究都是將移動(dòng)設(shè)備作為與網(wǎng)格系統(tǒng)交互的接口，用戶通過(guò)移動(dòng)設(shè)備向網(wǎng)格請(qǐng)求服務(wù)，利用網(wǎng)格資源來(lái)完成任務(wù)，并從網(wǎng)

2、格中獲得任務(wù)執(zhí)行結(jié)果；但隨著移動(dòng)設(shè)備性能的不斷增強(qiáng)，移動(dòng)設(shè)備也逐漸作為網(wǎng)格的資源參與到網(wǎng)格任務(wù)中，作為網(wǎng)格服務(wù)的提供者，本文重點(diǎn)研究后者。
　　 現(xiàn)有的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度算法要么只為實(shí)現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間最小，要么只為達(dá)到能量消耗最少，基于時(shí)間和能量同時(shí)考慮的算法研究不多。在移動(dòng)網(wǎng)格中，移動(dòng)資源具有能量受限和移動(dòng)性等特征，在調(diào)度算法中有必要在能量?jī)?yōu)化的同時(shí)也考慮時(shí)間優(yōu)化。在研究移動(dòng)網(wǎng)格自身以及現(xiàn)有調(diào)度算法特征的基礎(chǔ)上，基于移動(dòng)網(wǎng)格資源多方面

3、約束，本文將能量?jī)?yōu)化放在移動(dòng)資源管理模型中考慮，而任務(wù)調(diào)度算法的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)時(shí)間優(yōu)化。
　　 本課題的主要研究工作及創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　 1)移動(dòng)資源管理模型的研究。移動(dòng)網(wǎng)格系統(tǒng)不適合采用單一的集中式管理模式，因?yàn)榧惺焦芾砣菀滓饐吸c(diǎn)故障；而全分散式需要各個(gè)資源之間頻繁的通信，消耗移動(dòng)資源大量的電池能量，因此也不可取。移動(dòng)網(wǎng)格中資源不會(huì)一直停留在某個(gè)固定位置，但是它注冊(cè)的服務(wù)在一段時(shí)間內(nèi)是不變的，基于移動(dòng)

4、網(wǎng)格這兩個(gè)方面的特征，本文提出一種新的網(wǎng)格資源管理模型——三層組織模型。該模型的特征表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是盡量減少移動(dòng)資源不必要的能量消耗，如位置更新和查找工作由專門代理完成；二是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備與其注冊(cè)的服務(wù)分離，即所有移動(dòng)設(shè)備注冊(cè)的服務(wù)都組織在資源信息層，資源選擇和任務(wù)調(diào)度都在該層進(jìn)行，而移動(dòng)資源的實(shí)際物理位置對(duì)于調(diào)度者來(lái)說(shuō)是透明的。
　　 2)根據(jù)資源移動(dòng)的局部性特征，提出利用帶閥值的指針推進(jìn)策略對(duì)移動(dòng)資源的位置進(jìn)行管理。該策略

5、一方面能減少頻繁地進(jìn)行位置更新帶來(lái)的能量消耗；另一方面能減少任務(wù)調(diào)度時(shí)查找資源的時(shí)間。
　　 3)深入分析Min-Min算法在移動(dòng)網(wǎng)格應(yīng)用中的不足之后，提出一種新的基于時(shí)間優(yōu)化的移動(dòng)網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度算法，即MG-Min-Min算法，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度完成時(shí)間的最小化。算法中重新定義Makespan為任務(wù)提交時(shí)資源查找時(shí)間+任務(wù)執(zhí)行時(shí)間+任務(wù)執(zhí)行后的資源查找時(shí)間，忽略網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間。算法中考慮到移動(dòng)資源能量有限，在任務(wù)完成時(shí)，由分配任務(wù)

6、時(shí)的域代理主動(dòng)發(fā)送移動(dòng)代理去尋找目標(biāo)資源并取回任務(wù)執(zhí)行結(jié)果，這樣節(jié)省了移動(dòng)資源發(fā)送任務(wù)執(zhí)行結(jié)果的能量和時(shí)間消耗。
　　 4)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)格仿真的研究。分析了典型的網(wǎng)格仿真工具及其特點(diǎn)并選擇NS2作為本研究的仿真平臺(tái)，對(duì)典型Min-Min算法和本文提出的MG-Min-Min算法進(jìn)行仿真，通過(guò)幾組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，對(duì)這兩種算法從多角度進(jìn)行分析和比較，結(jié)果證明本文提出的MG-Min-Min算法在移動(dòng)網(wǎng)格中的優(yōu)越性。本論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(批