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网格是计算机科学的一个新兴研究领域。在目前计算机网络的基础上,网格致力于为企业和人们提供更丰富更全面的服务,因此网格被叫做“下一代的Inernet”,是该行业最有发展前途的领域之一。
本文以网格作为研究方向,在深入研究网格基础知识、发展趋势、应用领域的基础上,提出了用移动Agent作为访问网格服务的分布式任务载体的思想,充分发挥移动Agent的自主移动性和智能性。根据任务的不同把移动Agent分为计算移动Agent、数据移动Agent、访问移动Agent、行为移动Agent等类型,从它们的任务需求和特点出发分别研究它们的行为模式和结构特点,提高任务执行的智能性和适应性,减少开发者的负担,方便用户使用。此外,本文还研究了如何利用机构内部空闲计算机的资源组成高级网格计算服务系统,为计算移动Agent提供计算能力,减少机构进行网格计算的开销。主要创新工作如下:
1.提出根据机构内部网络结构构造层次化高级网格计算服务系统的方法。该方法提出由底到顶的任务分配机制,可以根据网络结构把属于同一应用的计算移动Agent分配到较小的网络范围内,减少任务间通信的开销;而计算服务根据当前节点状况采用双超载阈值,既可充分利用节点资源,又不会影响使用者的操作。
2.提出了适合高级网格计算服务系统的具有非封闭、非阻塞、低开销等优点的协调检查点算法和基于通信域的部分回卷算法。该检查点算法特有的垃圾同步收集机制,保证不会因为各进程的检查点确立时刻的差异而造成回卷时的不一致状态。实验结果表明该检查点算法的开销与进程数量保持线性关系。基于通信域的部分回卷算法使得节点发生故障时,只有故障节点通信域内的进程回卷,大大降低回卷开销。
3.提出双外激素蚂蚁算法作为移动Agent在网格中迁移的路径优化算法。双外激素蚂蚁算法除考虑路径激素外,增加了节点激素来表示节点服务能力和当前负载,并根据奖惩规则对节点激素进行更新,使之能更及时地反映节点状态和服务能力,增强了算法对网格动态变化的适应性。与传统蚂蚁算法相比,该算法减少了移动Agent完成任务需要移动的距离,收敛速度更快。
4.提出数据移动Agent的多连接机制,在高带宽、高延迟的广域网上传输大量数据时能提高传输速度。该机制采用传输延迟和丢包共同作为网络拥塞标志,避免因为随机丢包减少传输速度,并能根据网络当前负载状况和需要发送数据量自适应地建立多个Socket连接并行传输数据,在网络拥塞时可以主动减少并行连接的个数,避免占用过多带宽,影响网络传输的公平性。