網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度與優(yōu)化機(jī)制研究.pdf

1、網(wǎng)格的目的是將地理上分布的、系統(tǒng)上異構(gòu)的多種計(jì)算資源通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，協(xié)同解決大型應(yīng)用問(wèn)題，進(jìn)行廣域信息資源的分布共享，最終把整個(gè)因特網(wǎng)整合成一臺(tái)超級(jí)虛擬計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專(zhuān)家資源的全面共享。在網(wǎng)格計(jì)算中如何最有效的管理和利用巨大的網(wǎng)格資源來(lái)最有效的完成各種計(jì)算任務(wù)是一個(gè)重點(diǎn)，即網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度要解決的問(wèn)題。網(wǎng)格計(jì)算資源的異構(gòu)性，非常適合具有多種內(nèi)在并行性的應(yīng)用執(zhí)行，將應(yīng)用程序調(diào)度到異構(gòu)的計(jì)算

2、節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，獲得最優(yōu)或近優(yōu)的性能指標(biāo)是網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度技術(shù)的目標(biāo)和方向。通過(guò)建立網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度模型，并在模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度，能夠達(dá)到充分有效利用資源來(lái)提高任務(wù)調(diào)度性能的目的。任務(wù)調(diào)度是網(wǎng)格計(jì)算中的一個(gè)重要組成部分，一直是國(guó)際和國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。 本論文的主要工作和創(chuàng)新性成果如下： (1)提出了一種網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度模型，并在此基礎(chǔ)上提出了一種網(wǎng)格優(yōu)化有向超圖任務(wù)調(diào)度算法GODHTS。 針對(duì)傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算

3、法的不足，使任務(wù)調(diào)度適應(yīng)網(wǎng)格特征，充分發(fā)揮網(wǎng)格優(yōu)勢(shì)，本文將超圖理論融合網(wǎng)格環(huán)境特征，建立了網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度基本框架模型。本文通過(guò)結(jié)合任務(wù)和資源特征，構(gòu)建超圖分層模型，根據(jù)無(wú)尺度與小世界理論構(gòu)建調(diào)度分布結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上建立有效的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度機(jī)制，通過(guò)網(wǎng)格優(yōu)化有向超圖的水平構(gòu)形、標(biāo)號(hào)及帶寬計(jì)算實(shí)現(xiàn)任務(wù)對(duì)網(wǎng)格資源的映射與調(diào)度，提出了網(wǎng)格優(yōu)化有向超圖任務(wù)調(diào)度算法GODHTS。分析及模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該機(jī)制的合理性和有效性。 (2)提出了一種

4、網(wǎng)格服務(wù)資源多維性能聚類(lèi)任務(wù)調(diào)度機(jī)制MPCGSR。 該機(jī)制根據(jù)網(wǎng)格環(huán)境下服務(wù)資源數(shù)量龐大、異構(gòu)、多樣的特點(diǎn)，預(yù)先以構(gòu)建的網(wǎng)格服務(wù)資源超圖模型為基礎(chǔ)，結(jié)合無(wú)尺度和小世界原理對(duì)服務(wù)資源進(jìn)行多維性能聚類(lèi)，將任務(wù)與聚類(lèi)資源相匹配并實(shí)施調(diào)度。理論分析和模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)制是一種有效的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度機(jī)制，其算法優(yōu)于同類(lèi)算法。 (3)提出了一種基于資源超圖劃分聚類(lèi)的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度機(jī)制RHPC。 該機(jī)制在構(gòu)建的網(wǎng)格超圖模型基礎(chǔ)上，

5、預(yù)先對(duì)資源超圖進(jìn)行劃分聚類(lèi)，將任務(wù)與聚類(lèi)資源相匹配并實(shí)施調(diào)度。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)制縮短了任務(wù)資源相匹配的時(shí)間，提高了任務(wù)調(diào)度的性能，是一種有效的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度機(jī)制。 (4)提出了一種基于有向超圖劃分的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度算法HPGTS。 根據(jù)網(wǎng)格環(huán)境下任務(wù)調(diào)度及傳統(tǒng)DAG圖的特點(diǎn)，吸取有向超圖的優(yōu)點(diǎn)，將有向超圖理論融合任務(wù)調(diào)度特征，建立了基于劃分的網(wǎng)格有向超圖模型，在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)網(wǎng)格任務(wù)有向超圖的劃分并結(jié)合可信度實(shí)現(xiàn)任務(wù)對(duì)網(wǎng)格