网格环境下的可分割算法改进

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuliyuanll
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随着互联网技术的发展,网格将分布在广大地理区域上资源通过通讯技术连接起来,这样用户提交的原有的大型项目可以分割成多个独立的任务,可以在不同的网格资源上执行,并将执行的结果返回给用户。通过网格这样一个巨型的“虚拟计算机”,可以充分的利用资源而提高项目的效率。在网格系统中,如何准确的获取网格系统中的资源信息如计算速率、本地使用率、网络带宽等,合理的分割任务,将子任务采用根据用户所需采用合适的算法映射到网格资源上,怎样合理的利用网格资源,利用有限资源获得最大效率,这些都是网格调度算法需要解决的问题;同时,随着用户对服务要求的提高,其不仅仅只关心任务的完成,还要求高效、便捷、实惠的满足自己所需,所以网格QoS也变得越来越受到关注。   一般情况下,任务调度是并行与分布式计算处理中的重要组成部分,其属于NP完全问题。而在网格中,由于网格自身的特点,其网格资源异构、广泛分布、动态进入和退出,使得在网格计算环境下实现任务调度更加复杂。现有的网格调度算法中,可分割任务调度是重要研究内容之一。现有的多路可分割算法主要包括MI、XMI、UMR算法,UMR相对于前两种调度算法,它给出了精确的分割原则以及分配算法,能很好的解决路数的计算,已实验证明UMR算法在执行效率上要明显优于前两种算法。   本文对UMR(Uni form Multi-Round)算法展开研究,该算法通过限定每次传输到工作节点任务块的大小,可计算出整个任务调度的最优路数和每一路分配的任务量。但此算法在一些参数考虑不足,即在网格资源充分的情况下,任务调度的时间跨度达不到最优,其存在指定任务随着网格资源的不断增加,当资源达到一定值后,任务的执行时间将增大。而此算法没有给出一个定量的关系进行限定,造成网格资源被浪费而执行效率得不到提高。所以本文针对这个问题,对算法中会影响执行时间的环境参数进行定量分析,保证任务被分配的资源节点在任务执行期间,一直处于繁忙状态;并且任务资源上的计算时间占整体完成时间要达到一定比例,减少启动时间的占有率。在此条件的限定下获取指定任务分配最佳的资源节点数,不仅节省资源同时也提高执行效率。   同时,该算法没有考虑到服务质量,只是单纯的以最小化任务完成时间为目标,其虽然能在一定程度上改进已有可分割调度算法的部分性能,但应用于真实的网格环境有一定的局限性,不符合网格环境下任务调度的现实情况。针对这一情况,本文提出基于QoS约束的UMR算法,在之前改进的UMR算法的基础上,对用户作业量分析后进行分组,每一组分别分配额定的网格资源组成资源池,同时对用户提交的任务根据任务的截止时间,对用户组内部队列进行重排列,高优先级和截止时间早的任务优先得到执行,这样能有效提高用户的服务质量。   本文在网格模拟器GridSim上进行测试,分别实现最优UMR算法和基于QoS约束的UMR算法与原UMR算法的比较。其中最优UMR算法比较不同的工作量的作业在不同的环境下,改进的UMR算法和传统的UMR执行时间和资源节点的使用情况。在基于QoS约束的UMR算法中,比较了进行用户分组和作业重排列后的任务执行时间同原UMR算法之间优劣。最后结果证明改进的算法,效率有明显提高。
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