基于代價的網(wǎng)格調(diào)度算法研究及應用.pdf

1、隨著計算機行業(yè)（包括計算機硬件軟件以及網(wǎng)絡）的發(fā)展，使早期提出的網(wǎng)格概念以及技術更具有現(xiàn)實意義。網(wǎng)格將網(wǎng)絡中空閑的資源有效地管理利用，將網(wǎng)絡中的一些空閑或高級設備方便地提供給網(wǎng)格用戶使用，而網(wǎng)格調(diào)度是網(wǎng)格系統(tǒng)實現(xiàn)上述功能最重要的基礎。
　　 網(wǎng)格任務調(diào)度的目的就是將網(wǎng)格任務以某種策略映射到相應網(wǎng)格資源上運行。網(wǎng)格用戶對不同的任務會提出不同的QoS 需求，而網(wǎng)格資源具有異構性、動態(tài)性、自治性以及分布性等特點，使得在網(wǎng)格環(huán)境下進行有

2、效的任務調(diào)度具有挑戰(zhàn)性。網(wǎng)格任務調(diào)度算法的優(yōu)劣直接關系到網(wǎng)格任務執(zhí)行以及網(wǎng)格系統(tǒng)運行的狀況，在網(wǎng)格技術的研究中起著至關重要的作用。
　　 本文首先研究分析現(xiàn)實網(wǎng)格系統(tǒng)的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境，重點分析網(wǎng)格事實上的標準Globus的協(xié)議層次結(jié)構、以及網(wǎng)格開發(fā)工具包Globus Toolkit，并以Globus 環(huán)境作為計算網(wǎng)格研究和開發(fā)的平臺，對網(wǎng)格任務調(diào)度進行深入分析。著重分析了網(wǎng)格資源的特點、整個網(wǎng)格調(diào)度過程以及網(wǎng)格調(diào)度的特點，發(fā)

3、現(xiàn)在網(wǎng)格調(diào)度過程中的每個階段都有不同的需求，每一步操作都影響最終的調(diào)度結(jié)果，通過以上分析最終探究出網(wǎng)格任務調(diào)度的目標和對其優(yōu)劣評價的標準。
　　 此外，網(wǎng)格調(diào)度的組織結(jié)構也是影響網(wǎng)格調(diào)度有效性的重要問題。本文在仔細分析現(xiàn)有的幾種調(diào)度組織結(jié)構的特點后，提出了融合各方優(yōu)點的基于容錯策略的調(diào)度組織結(jié)構。
　　 本文深入分析、對比了幾種經(jīng)典網(wǎng)格調(diào)度算法的優(yōu)缺點，同時還對經(jīng)典調(diào)度算法的改進算法，以及大量最新的關于任務調(diào)度策略、解決

4、思路等進行了廣泛研究，最終提出了以指標體系為基礎，以用戶QoS 需求為目標的調(diào)度算法體系。本調(diào)度算法體系將用戶的QoS 需求分為高中低三類，分別使用BQS（最優(yōu)服務調(diào)度）、ACCOS（性能導向型調(diào)度）、COS（代價導向型調(diào)度）三種算法，三種算法的基石就是指標體系，該指標體系包括：CC（當前計算能力）、AC（預期可獲得計算能力）、Hot（資源熱度）、LB（資源負載）、LBChange（負載改變因子）、OC（資源原始代價）、CT（資源信譽度

5、）、ACWithCT（計算能力與信譽度綜合指標）、Cost（綜合代價）、EC（效費比指標）。這些指標中的Cost 與EC 通過其它指標計算而得，因此，其它指標通過影響Cost 來制衡調(diào)度結(jié)果，同時設立這些指標的目的還要制衡網(wǎng)格用戶與網(wǎng)格資源提供者，而網(wǎng)格用戶與網(wǎng)格資源提供者的行為又影響相應的指標，從而達到一個良性的互動體系。三種算法各具特點，滿足不同QoS 需求，其中BQS 算法的核心思想是提供最優(yōu)資源給當前任務，最首要考慮的指標是CC

6、、CT 以及LB；ACCOS 算法的核心思想是提供較好的資源，但其代價要盡可能的低，因此算法要使用指標體系中除CC 以外的所有指標；COS 算法的核心思想是提供盡可能低的代價，但其性能應盡可能好。
　　 為了檢驗網(wǎng)格任務調(diào)度算法的有效性和各指標的控制作用，需要在不同資源、不同任務情況下進行測試，選用的方法必須便于實驗、便于生成各種任務、便于形成不同的資源狀況，并且應是一個可以重復和可控的環(huán)境，而在現(xiàn)實網(wǎng)格環(huán)境中難以達到如此要求，

7、因此本文選用較為流行的GridSim 網(wǎng)格模擬器，分析了使用GridSim 實現(xiàn)任務調(diào)度算法的仿真技術和分析方法，在此基礎上為滿足本文算法以及指標體系的需求，進行了添加數(shù)據(jù)庫訪問組件的改進，同時為了能方便、準確地分析實驗數(shù)據(jù)，進行了添加Excel表格輸出組件的改進。
　　 在改進后的GridSim 上實現(xiàn)了本文提出的三種網(wǎng)格任務調(diào)度算法，并進行了性能測試與對比分析。
　　 最終本文有效地實現(xiàn)了三種網(wǎng)格任務調(diào)度算法在實際的