桌面網(wǎng)格環(huán)境下容錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、分布式計(jì)算發(fā)展至今，形成了一些有重大影響力的大規(guī)模分布式計(jì)算模型。其中，網(wǎng)格計(jì)算把地理分散的、分屬不同管理域的計(jì)算資源聚合成具有強(qiáng)大計(jì)算能力的虛擬計(jì)算機(jī)。桌面網(wǎng)格是一類特殊的網(wǎng)格，它的目標(biāo)資源是桌面計(jì)算資源。志愿計(jì)算屬于桌面網(wǎng)格的一個(gè)分支。現(xiàn)有的志愿計(jì)算項(xiàng)目已經(jīng)獲得了與超級(jí)計(jì)算機(jī)相當(dāng)?shù)挠?jì)算能力。網(wǎng)絡(luò)及桌面計(jì)算機(jī)的性能提升為桌面網(wǎng)格的進(jìn)一步發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　 桌面網(wǎng)格中的計(jì)算資源主要是非專用資源，資源的可用性由資源狀態(tài)及

2、資源貢獻(xiàn)策略共同決定。相對于由專用資源組成的計(jì)算系統(tǒng)而言，桌面網(wǎng)格中資源的可用區(qū)間長度要小的多。為保證任務(wù)的順利執(zhí)行以及資源的有效利用，桌面網(wǎng)格中常常采用一定的容錯(cuò)措施。桌面網(wǎng)格中常用的容錯(cuò)措施有任務(wù)復(fù)制及檢查點(diǎn)措施。容錯(cuò)措施中存在對容錯(cuò)措施的效果有重大影響的要素，如任務(wù)副本的數(shù)目，檢查點(diǎn)策略等。
　　 為了提高桌面網(wǎng)格中的資源利用效率，本文在國家863項(xiàng)目及國家自然科學(xué)基金的資金支持下，對相關(guān)容錯(cuò)措施進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。主要工作

3、及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 第一，提出一個(gè)基于隨機(jī)樣本的任務(wù)時(shí)限延誤概率的估計(jì)方法。桌面網(wǎng)格中，采用任務(wù)復(fù)制措施來滿足任務(wù)的時(shí)限要求。按照任務(wù)時(shí)限延誤概率動(dòng)態(tài)復(fù)制任務(wù)可以在滿足任務(wù)時(shí)限要求的同時(shí)獲得高的資源利用效率。因此，需要估計(jì)任務(wù)的時(shí)限延誤概率。在假設(shè)任務(wù)執(zhí)行中資源失效導(dǎo)致的可用時(shí)間損失可以忽略的條件下，任務(wù)是否延誤由執(zhí)行任務(wù)的主機(jī)在時(shí)限之前的可用時(shí)間決定。通過對可用性跟蹤數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)分析，我們找到一種隨機(jī)取樣方法，該方法生成的樣本

4、能很好地反映主機(jī)區(qū)間可用時(shí)間的概率分布情況。我們基于該取樣方法生成樣本，采用無參估計(jì)的方法估計(jì)任務(wù)的時(shí)限延誤概率。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該估計(jì)方法擁有高的預(yù)測準(zhǔn)確度，且在動(dòng)態(tài)復(fù)制措施中表現(xiàn)優(yōu)于現(xiàn)有的方法。
　　 第二，提出一個(gè)近似求解一般失效分布情況下最優(yōu)檢查點(diǎn)策略的算法。桌面網(wǎng)格中，主機(jī)服從多種不同的失效分布。因此，其中的檢查點(diǎn)策略需要考慮一般的失效分布情況。我們從理論上證明了，一般失效分布情況下要使資源利用效率最大化，相鄰兩個(gè)檢查點(diǎn)

5、間隔之間必須滿足特定的關(guān)系?；谠撔再|(zhì)和貪心思想，我們給出了近似求解最優(yōu)檢查點(diǎn)策略的算法。該算法在失效分布為指數(shù)分布時(shí)等價(jià)于等間隔策略，在失效分布為其它分布時(shí)優(yōu)于等間隔策略。
　　 第三，提出一個(gè)根據(jù)失效間隔樣本近似求解最優(yōu)檢查點(diǎn)策略的算法。對桌面網(wǎng)格中的大多數(shù)主機(jī)而言，難以獲得失效分布函數(shù)。這種情況下無法采用基于失效分布函數(shù)的檢查點(diǎn)策略。為此，我們提出一個(gè)基于失效間隔樣本的算法。該算法采用了檢查點(diǎn)頻率的思想，擁有多項(xiàng)式時(shí)間的計(jì)