高性能計算環(huán)境下的副本技術研究.pdf

1、計算網(wǎng)格是一種以計算為中心的網(wǎng)格技術，是新一代的高性能計算環(huán)境，它通過共享網(wǎng)格環(huán)境中的計算資源，以達到提高計算性能的目的。在高性能計算環(huán)境下，與計算資源緊密相關的是大量動態(tài)的數(shù)據(jù)資源，這些數(shù)據(jù)資源具有海量、分布式存儲等特點，同時各種計算任務對數(shù)據(jù)的訪問和處理非常頻繁，因此，如何有效管理海量的動態(tài)數(shù)據(jù)資源便成為高性能計算領域亟待解決的問題。 為此，數(shù)據(jù)管理中的副本技術被廣泛引入計算網(wǎng)格，通過在網(wǎng)格環(huán)境中創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件的副本，減少文件的

2、遠程訪問次數(shù)，進而提高完成計算任務的整體性能。 如何選擇恰當?shù)臅r間、地點創(chuàng)建適當數(shù)量的副本，以及如何刪除不需要再保存的副本是副本技術中的關鍵問題，也是計算網(wǎng)格的一個研究熱點。論文基于校園計算網(wǎng)格，主要就副本動態(tài)管理問題開展了研究，提出了副本優(yōu)化的動態(tài)管理策略，并進行了仿真實驗與分析，同時在實際網(wǎng)格環(huán)境下完成了副本改進策略的應用實現(xiàn)和副本管理服務門戶的開發(fā)。 本文深入研究了網(wǎng)格體系結構的發(fā)展以及網(wǎng)格體系結構對副本管理效率的

3、影響。對國內(nèi)外網(wǎng)格副本技術研究現(xiàn)狀進行分析和對比，在此基礎上進一步研究了Globus系統(tǒng)中的副本管理方案和基礎服務組件，探討了現(xiàn)有若干副本管理策略的原理和特點，重點分析了影響副本策略性能的主要因素，利用瀑布策略及其與層次網(wǎng)格結構緊密關聯(lián)的特性，結合其它策略的優(yōu)點，提出基于瀑布策略、以降低總體傳輸代價為目的的最小傳輸代價集合策略(MTCA)。 為了對最小傳輸代價集合策略(MTCA)性能進行評估和分析，在深入研究和分析當前流行的數(shù)據(jù)網(wǎng)

4、格仿真器OptorSim的基礎上，通過修改網(wǎng)格仿真環(huán)境，加入瀑布策略(Cascading)和最小傳輸代價集合策略(MTCA)，對仿真器的網(wǎng)格拓撲結構、副本仿真器、副本優(yōu)化器等主要仿真模塊進行了修改和擴展，最終完成了多種策略仿真實驗和性能分析。 最后，基于改進的副本管理策略，研究了Globus 網(wǎng)格環(huán)境下副本管理應用的原理和開發(fā)方法，分析了Web Service的分布應用特性和實現(xiàn)機制，另外設計和實現(xiàn)了分布的副本管理和調(diào)度系統(tǒng)，在