网格任务调度算法研究及校园计算网格建设

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:chunyu1988
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网络的高速发展使得组建网格成为可能。网格是通过Internet将分散的计算机虚拟成一个超级计算机,将网络中闲置的资源(包括计算资源、存储资源以及科学仪器等)有效地管理利用,方便地提供给网格用户使用。随着网格技术的发展,以整合计算资源为目标的计算网格在国内外迅速发展。网格任务调度即如何将网格任务映射到网格资源上运行,以达到最佳的调度策略。但由于网格资源具有异构性、动态性、自治性以及分布性等特点,网格环境下进行任务调度是一个很具挑战性的问题。网格任务调度算法直接关系到调度的速度、质量等方面,在网格技术的研究中,起着举足轻重的作用。在现有网格调度算法的基础上对其进行改进,尽可能好地满足不同的调度目标,也具有重要意义。本文从网格体系结构入手,分析了GT4的协议层次结构,并对网格环境下资源的特点进行了研究,对比了网格调度与本地调度之间以及和分布式调度之间的不同之处,着重讨论了网格调度系统结构以及评价指标,建立起网格任务调度模型。本文对比了几种已有经典网格调度算法,特别是深入研究了MIN-MIN算法,针对MIN-MIN算法的不足,从几个方面提出了几种改进算法:由于MIN-MIN算法存在着资源利用率低和执行时间较长的缺陷,本文引入分段思想,提出了SEG-MIN-MIN算法,SEG-MIN-MIN算法把待调度任务按任务长度分为几个队列,先对长任队列进行调度,可以节省总的执行时间。综合考虑执行时间、执行费用以及网格用户优先等级三方面因素,提出了基于优先级的调度算法MMPRI算法,在其它条件相同时使用MMPRI算法,用户优先等级高的任务将会先被执行,由于考虑了执行费用对调度的影响,在一定程度上达到了总的执行时间和执行费用之间的平衡。由于MIN-MIN算法可能出现负载不均衡的现象,结合MAX-MIN算法,提出了循环调度算法RMM算法。RMM算法根据系统当前的负载均衡性动态地选择使用MIN-MIN算法或MAX-MIN算法进行任务调度,能有效地改进系统的负载均衡性。为了网格检验任务调度算法的有效性和优越性,需要在不同情况下对其进行测试,如任务的数量、资源的数量、用户的需求。此外,在网格任务调度算法的研究和实验中,我们需要的是一个可以重复实验,并且可以控制的环境。由于使用真实的网格环境来验证调度算法的有效性和性能是比较困难的,因此采用网格模拟器完成这一算法实验工作。本文详细对比了几种常用的网格模拟器,重点研究了GridSim,探索出了使用GridSim进行任务调度算法的仿真技术和调试分析方法。利用Java编程技术在GridSim上实现了MIN-MIN算法以及本文提出的改进算法,并进行了性能比较分析,实验证明本文提出的改进算法是有效的。成都理工大学校园计算网格UCGrid3.0平台的核心技术是基于GT4开发的计算网格分布式中间件,并以此为基础建立了校园计算网格门户,提供了作业管理、资源管理、用户管理、VO管理、插件管理、节点管理等功能。本文为UCGrid3.0增加了资源注册功能,进一步完善了该校园计算网格平台。
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