基于移動代理的異構(gòu)計算中的負載平衡研究.pdf

1、課題基于移動代理對異構(gòu)計算的負載平衡問題做了一些研究.首先對移動代理的特點、優(yōu)勢及形式化作了闡述,與其它模型作了比較,并對其性能進行了分析.隨后的研究內(nèi)容包括:利用移動代理對機器的負載狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)控、基于移動代理改進MPI并行程序的負載平衡、基于移動代理的并行計算框架、移動代理的負載平衡過程的數(shù)學分析、負載平衡的算法和策略、動態(tài)期望調(diào)度算法以及利用遺傳算法增強移動代理的調(diào)度能力等.負載監(jiān)控是負載平衡模型中的一個重要組成部分,為負載平衡

2、決策提供基礎(chǔ).多數(shù)負載監(jiān)控是為同構(gòu)的計算環(huán)境設(shè)計的,不能滿足異構(gòu)計算的需要.或者是針對特定的異構(gòu)環(huán)境,開發(fā)難度大,擴展性和移植性差.為了基于移動代理研究異構(gòu)計算環(huán)境的負載平衡的目的,我們提出了基于移動代理進行負載監(jiān)控.該方法能夠簡化程序的開發(fā)難度,降低網(wǎng)絡(luò)的開銷,動態(tài)檢測異構(gòu)計算環(huán)境中各節(jié)點的負載狀況,為負載平衡提供了基礎(chǔ).在異構(gòu)計算環(huán)境下編程通常利用像PVM、MPI這樣的消息傳遞庫.基于這些庫的并行程序由一組互相通信的進程或線程組成.

3、要想有效使用異構(gòu)計算系統(tǒng),需要程序員在各計算機間均勻分配并行任務(wù),而且,他還要考慮背景負載這樣的動態(tài)因素.由于在MPI環(huán)境中缺少負載平衡機制,很可能會使某些已經(jīng)很忙的機器超載,導(dǎo)致性能惡化.如果MPI并行任務(wù)能有選擇地在輕載機器上運行,排除重載機器,將會提高系統(tǒng)的性能.我們提出了一個基于移動代理的方法改進MPI并行程序的負載平衡.在基于移動代理負載監(jiān)控的基礎(chǔ)上,獲得系統(tǒng)中各個機器的負載信息,將其中負載較輕的節(jié)點找出來構(gòu)成一個子集群,這樣

4、就可把MPI并行任務(wù)調(diào)度到該子集群中的機器上執(zhí)行,從而加快并行程序的運行.由于用PVM和MPI開發(fā)的并行程序在異構(gòu)計算系統(tǒng)中不能無縫移植,如要在各計算機上進行顯式編譯,以便在其上運行;在某計算機系統(tǒng)上編譯時,源程序可能需要修改;缺乏任務(wù)調(diào)度和負載平衡機制等,使得人們試圖尋求新的方法解決這些問題.由于移動代理能夠沿異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)移動,在到達的節(jié)點上執(zhí)行任務(wù),它們自主決定所采取的行動,因此能夠根據(jù)負載的變化選擇適當?shù)臋C器以完成其操作,從而在必要的