基于ECT的優(yōu)先權(quán)約束的作業(yè)調(diào)度模型及算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，Internet 迅速蔓延到世界各地，成為人們溝通信息和協(xié)同工作的有效工具。其中，通過(guò)Internet連接的成千上萬(wàn)的計(jì)算資源、存貯資源、軟件資源、信息資源等各種數(shù)字化設(shè)備共同構(gòu)成了生產(chǎn)、傳播和使用知識(shí)的重要載體。而網(wǎng)格作為一種新興的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，將這些物理上互連的眾多資源匯聚起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了資源共享、協(xié)同工作和聯(lián)合計(jì)算的功能，并為廣大用戶提供了科學(xué)、工程、金融、軍事等各種綜合性服務(wù)。 由于Intenret所提供

2、的計(jì)算資源在地理上分布廣泛，隸屬于不同社區(qū)，而且這些資源從硬件架構(gòu)到軟件部署都不盡相同，因此，在采用網(wǎng)格計(jì)算為廣大用戶解決各種領(lǐng)域(比如：高能物理生物信息學(xué)、化學(xué)分子模擬以及數(shù)值天氣預(yù)報(bào)等)中的超大規(guī)模、超級(jí)復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，需要合理地將這些具有超級(jí)計(jì)算能力的分布式異構(gòu)資源，分配給具有不同應(yīng)用需求的用戶，使得用戶的問(wèn)題既能夠及時(shí)得到處理，同時(shí)也要確保資源使用過(guò)程中，各類資源能夠平衡使用。因此需要一種可靠、高效率的調(diào)度算法來(lái)解決資源共享中作業(yè)

3、調(diào)度、資源分配的問(wèn)題。而根據(jù)解決問(wèn)題的目的不同，調(diào)度算法有著不同的目標(biāo)函數(shù)：面向資源和面向應(yīng)用。例如目前一些流行的、基于應(yīng)用QoS的網(wǎng)格調(diào)度管理算法就是以面向用戶為主要目的，在調(diào)度過(guò)程中考慮用戶對(duì)作業(yè)管理、資源分配的影響。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，他最關(guān)心的莫過(guò)于自己作業(yè)的執(zhí)行效率(make span)和使用資源的總耗費(fèi)(cost)。具體體現(xiàn)：要求作業(yè)必須要在特定時(shí)間內(nèi)完成，或者完成作業(yè)的總費(fèi)用不能超過(guò)預(yù)算上限等。還有一些更復(fù)雜的、結(jié)合資源的別的約束

4、條件，如：容錯(cuò)性能不可低于某一下限，資源安全性能要高等。目前，網(wǎng)格環(huán)境中資源共享時(shí)，用戶提交的作業(yè)，大都要根據(jù)實(shí)際目標(biāo)附加各式各樣的需求約束。 本文提出的基于 ECT 的優(yōu)先權(quán)約束的作業(yè)調(diào)度模型和相關(guān)的調(diào)度算法，以網(wǎng)格中的異構(gòu)資源為研究背景，采用隨機(jī)Petri網(wǎng)(SPN)技術(shù)，借鑒現(xiàn)有的容錯(cuò)性網(wǎng)格作業(yè)調(diào)度模型，建模時(shí)，既考慮調(diào)度過(guò)程中用戶優(yōu)先權(quán)對(duì)作業(yè)調(diào)度、資源分配的影響，同時(shí)兼顧用戶提出的期望完成時(shí)間(ECT)和作業(yè)實(shí)際完成時(shí)間

5、二者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，既希望高優(yōu)先權(quán)用戶的作業(yè)得到高質(zhì)量的服務(wù)(作業(yè)提早完成)，又保證絕大多數(shù)作業(yè)都能在各自用戶期望的完成時(shí)間內(nèi)完成，從而協(xié)調(diào)不同用戶之間無(wú)沖突共享資源的矛盾。 本文以大規(guī)模科學(xué)與工程計(jì)算為背景，網(wǎng)格為基礎(chǔ)環(huán)境，著力研究了網(wǎng)格過(guò)程中作業(yè)調(diào)度、資源分配、資源共享等相關(guān)問(wèn)題，分別給出了滿足實(shí)際需求的作業(yè)調(diào)度模型和相應(yīng)的調(diào)度算法。前者詮釋了調(diào)度過(guò)程中資源、用戶以及作業(yè)之間的相互依賴關(guān)系和約束；后者則詳細(xì)描述了調(diào)度過(guò)程中作業(yè)調(diào)