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网格计算是近年来得到快速发展的广域网络计算技术。研究人员试图将很大范围上地理分布的异构计算机系统集合在一起形成一个大规模的计算平台,我们称之为网格(Grid)。通过这种平台,用户能够方便、快捷地使用自己需要的资源而不必了解其中的细节。网格系统提供给用户的除了廉价、高效的高性能计算以外,还包括合作存取各种数据信息,广域多媒体应用等等。
然而,由于网格是个新的研究领域,网格环境相对于一般网络环境有着更为复杂的特征,如存在多管理域和站点自治,系统的动态性、异构性和通信延迟的不确定性更高,硬件和软件两个层次上都存在异构性等等。因此,实现有效的网格计算还有很多需要解决的问题,具体包括资源调度和管理、系统安全、编程模式、性能评测和数据存取等。其中,在网格环境里如何有效地管理资源和调度计算是影响网格计算是否成功的最重要因素之一。由于资源在广域网上的分布性、异构性以及存在着不同的存取和花费模式,使得网格环境下的资源管理变得十分复杂和具有挑战性。
本文试图从网格资源的特点出发,寻求一种更加合理的网格资源管理模式和更加有效的调度策略。作者参阅了国内外的大量文献,在研究目前的网格资源管理模型的基础上,提出了基于经济的网格市场模型并且实现了受任务完成时间和费用约束的贪婪算法,取得了一定的研究成果。
本文中作者的贡献是:(1)针对目前国际上对网格资源管理的研究所采取的普遍的方法,深入分析现有网格资源管理模型及计算网格系统的特点,提出基于经济的网格市场模型的资源调度管理方法。
(2)借用市场、拍卖等经济学模型描述了基于经济的网格市场模型的资源调度管理的内部机制和行为。
(3)研究网格计算环境下一组相互独立的计算任务(Meta-Task)的资源映射策略,分析了常用的资源调度算法,并且比较了它们的优缺点和适用情况。
(4)在基于经济模型的网格模拟器Gridsim环境下,实现了受任务完成时间以及费用约束的贪婪算法,在追求较小的任务完成时间的同时兼顾任务的服务质量(QoS)需求,使之能够更好地支持大规模用户使用网格资源。