半分布式系統(tǒng)資源發(fā)現(xiàn)與資源分配研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)資源和服務(wù)的需求性越來(lái)越大，如何把分布在世界各地規(guī)模龐大的資源組織起來(lái)為用戶提供服務(wù)成為迫切的要求。然而隨著計(jì)算規(guī)模不斷增加，網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性、復(fù)雜性以及需求的多樣性，使得如何有效的發(fā)現(xiàn)資源，合理的分配任務(wù)，加強(qiáng)資源間合作成為分布式計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
　　常見(jiàn)的分布式系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括：集中式結(jié)構(gòu)，全分布式結(jié)構(gòu)和半分布式結(jié)構(gòu)，本文主要研究半分布式系統(tǒng)中的資源管理問(wèn)題。資源管理是將資源提供者和資源請(qǐng)求者

2、聯(lián)系起來(lái)的樞紐，資源管理包括了資源發(fā)現(xiàn)，資源監(jiān)聽，資源分配，資源遷移，容錯(cuò)處理等。資源發(fā)現(xiàn)是資源管理的第一個(gè)也是最重要的問(wèn)題，其目的是根據(jù)資源請(qǐng)求者的要求，返回其需要的資源集合的唯一標(biāo)識(shí)符，讓資源請(qǐng)求者從龐大的資源信息中獲得其需要的資源。資源發(fā)現(xiàn)研究的主要問(wèn)題是如何快速、高效、準(zhǔn)確的定位資源，并降低冗余消息數(shù)和系統(tǒng)開銷。資源分配則重點(diǎn)解決如何提高系統(tǒng)中可用資源的效率，其目標(biāo)是適應(yīng)動(dòng)態(tài)異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提高系統(tǒng)吞吐率，減少任務(wù)等待時(shí)間，優(yōu)化

3、負(fù)載平衡。
　　本文針對(duì)以上問(wèn)題，主要研究了半分布式系統(tǒng)資源管理中的資源發(fā)現(xiàn)，資源監(jiān)聽和資源協(xié)作問(wèn)題，在對(duì)比已有方法的基礎(chǔ)上，對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究和討論，主要工作內(nèi)容包括：
　　1.研究分布式資源的發(fā)現(xiàn)方法，以半分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，提出了一種基于節(jié)點(diǎn)間耦合關(guān)系的分組策略。該方法克服了已有分組方法的隨機(jī)性和不確定性，按照節(jié)點(diǎn)的耦合程度分組，主要考慮節(jié)點(diǎn)的底層通信距離，后期學(xué)習(xí)過(guò)程中的協(xié)作關(guān)系和信任程度。通過(guò)以上三種關(guān)系的加權(quán)

4、值建立節(jié)點(diǎn)間關(guān)系圖 PRG（Peer Relationship Graph），利用分組算法對(duì)節(jié)點(diǎn)分組。該策略優(yōu)化了節(jié)點(diǎn)間的分組，使得通信距離越近，耦合程度越高，信任度越高的節(jié)點(diǎn)，越趨向于分配在同一組內(nèi)。同時(shí)提供學(xué)習(xí)反饋機(jī)制，以用戶請(qǐng)求為學(xué)習(xí)來(lái)源，不斷優(yōu)化分組，通過(guò)仿真結(jié)果表明，該方法降低了跨組查詢概率，減少了消息冗余，提高了查詢效率。
　　2.提出了一種基于哨兵代理和排隊(duì)模型的資源分配和協(xié)作策略。哨兵代理攜帶用戶服務(wù)請(qǐng)求在資源節(jié)點(diǎn)

5、間游走，其運(yùn)動(dòng)方向由決策模塊決定，哨兵代理將每次跳轉(zhuǎn)結(jié)果的信息反饋給決策模塊。建立了以M/M/C/?排隊(duì)模型為基礎(chǔ)的資源分配機(jī)制，通過(guò)降低排隊(duì)時(shí)間，優(yōu)化負(fù)載平衡，提高了整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)效率，減少了哨兵代理的跳轉(zhuǎn)次數(shù)。
　　3.提出了一種基于線性規(guī)劃的多約束條件資源分配方法，該方法改進(jìn)了排隊(duì)算法中對(duì)用戶和請(qǐng)求的無(wú)差別對(duì)待機(jī)制，利用對(duì)子任務(wù)的聚類劃分，協(xié)調(diào)系統(tǒng)資源分配，通過(guò)對(duì)不同目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)求解，優(yōu)化了分配策略。通過(guò)對(duì)資源負(fù)載與通信時(shí)

6、間的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，提高代表節(jié)點(diǎn)對(duì)任務(wù)規(guī)模估計(jì)的準(zhǔn)確度，優(yōu)化子任務(wù)的并行度。
　　4.提出了一種節(jié)點(diǎn)綜合評(píng)估與激勵(lì)機(jī)制，節(jié)點(diǎn)的性能和可信度由其他節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)和該節(jié)點(diǎn)的歷史行為共同決定。節(jié)點(diǎn)之間對(duì)其一次交互協(xié)作行為評(píng)分，該結(jié)果作為當(dāng)前兩節(jié)點(diǎn)的一次反饋記錄，即節(jié)點(diǎn)的局部可信度。節(jié)點(diǎn)的全局可信度由響應(yīng)時(shí)間，等待時(shí)間，成功率等因素共同決定，反應(yīng)了該節(jié)點(diǎn)的一貫表現(xiàn)和性能指標(biāo)，資源的分配和選擇策略綜合考慮節(jié)點(diǎn)的局部可信度和全局可信度，提高了資源分配的