基于代價的網格調度算法研究及應用.pdf

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

2、效的任務調度具有挑戰(zhàn)性。網格任務調度算法的優(yōu)劣直接關系到網格任務執(zhí)行以及網格系統(tǒng)運行的狀況，在網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實網格系統(tǒng)的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境，重點分析網格事實上的標準Globus的協(xié)議層次結構、以及網格開發(fā)工具包Globus Toolkit，并以Globus 環(huán)境作為計算網格研究和開發(fā)的平臺，對網格任務調度進行深入分析。著重分析了網格資源的特點、整個網格調度過程以及網格調度的特點，發(fā)

3、現在網格調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度結果，通過以上分析最終探究出網格任務調度的目標和對其優(yōu)劣評價的標準。
　　 此外，網格調度的組織結構也是影響網格調度有效性的重要問題。本文在仔細分析現有的幾種調度組織結構的特點后，提出了融合各方優(yōu)點的基于容錯策略的調度組織結構。
　　 本文深入分析、對比了幾種經典網格調度算法的優(yōu)缺點，同時還對經典調度算法的改進算法，以及大量最新的關于任務調度策略、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 需求為目標的調度算法體系。本調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)服務調度）、ACCOS（性能導向型調度）、COS（代價導向型調度）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 來制衡調度結果，同時設立這些指標的目的還要制衡網格用戶與網格資源提供者，而網格用戶與網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。
　　 為了檢驗網格任務調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，而在現實網格環(huán)境中難以達到如此要求，

7、因此本文選用較為流行的GridSim 網格模擬器，分析了使用GridSim 實現任務調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，進行了添加數據庫訪問組件的改進，同時為了能方便、準確地分析實驗數據，進行了添加Excel表格輸出組件的改進。
　　 在改進后的GridSim 上實現了本文提出的三種網格任務調度算法，并進行了性能測試與對比分析。
　　 最終本文有效地實現了三種網格任務調度算法在實際的