基于P2P的网格资源管理关键技术研究

论文摘要

网格是一种正在兴起的计算基础设施，它能协调地理上分布的各类资源，为用户提供有效一致的访问并支持跨站点和虚拟组织的协同研究和工作。网格资源管理一直是网格技术中一项关键的研究课题。在当前的网格资源管理技术研究中有如下两个热点问题：运用网格内在知识提供更灵活更智能的网格资源管理服务；提高网格资源管理系统的可扩展性以适应网格规模的扩大。针对上述问题，本文从构建高扩展性的网格资源管理模型以及基于知识的资源管理两方面入手对网格资源管理技术开展研究工作。通过运用基于DHT的P2P覆盖网络技术和语义Web技术，从网格资源表示、网格知识存储、网格资源发现以及调度等多个方面增强了网格资源管理的能力，取得了如下创新性成果：1．提出了采用语义Web技术和基于DHT的P2P覆盖网络技术的网格资源管理模型——KRMM。KRMM基于本地—全局的层次网格资源知识库进行资源管理：依靠本地存储的本地知识库(LKB)自治管理站点资源，同时依据分布存储的全局知识库(GKB)实现在全局范围内网格资源的协同共享。该模型一方面适应了站点内部资源自治、高效管理的需求；另一方面也保证了整个网格系统的可扩展性，消除了单点失效。2．提出了基于DHT覆盖网络技术的KRMM全局网格知识库分布式存储模型。各个站点的资源管理器按照DHT覆盖网络的形式连接，全局知识库分块，并按照DHT算法在覆盖网络中进行分布式存储。这种存储模型具有高扩展、自适应以及高效定位知识的特点。并且针对全局网格知识库的建立和动态更新问题提出了相应的算法。3．建立了KRMM网格资源公共本体，并提出了KRMM分布式网格资源本体的集成机制。KRMM中各个站点可以拥有部分网格资源本体，网格资源公共本体是各个站点网格资源本体的模板，提供了网格站点之间的互操作能力。网格资源的全局本体由网格内各个站点的本体集成获得，在全局网格资源本体的支持下，只拥有部分本体的站点可以在全局网格内发现满足语义匹配的资源。4．提出了KRMM基于知识的网格资源和网格资源请求描述方法。该方法能够描述基于范围的网格资源查询以及以网络为中心描述网格资源集合查询等。以该方法为基础提出了基于知识的网格资源协同发现的算法。5．提出了基于全分布调度模型的多站点的网格资源调度算法。该算法以Backfilling算法为核心探讨了网格任务在站点处理器数目异构情况下，网格作业多站点协同调度问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及其研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 网格资源管理技术现状
• 1.2.2 语义Web与网格技术的结合
• 1.2.3 P2P与网格技术的结合
• 1.3 论文的选题和研究内容
• 1.4 论文章节安排
• 第二章 基于知识的分布式网格资源管理模型
• 2.1 网格计算
• 2.1.1 网格概念的发展
• 2.1.2 网格体系结构
• 2.1.3 网格应用
• 2.2 P2P计算
• 2.2.1 P2P的定义
• 2.2.2 基于DHT的资源定位方法
• 2.3 语义Web技术的发展
• 2.3.1 本体论与语义Web技术
• 2.3.2 资源描述框架
• 2.4 网格资源管理技术
• 2.4.1 资源描述语言
• 2.4.2 网格资源的发现和选择
• 2.4.3 任务管理
• 2.5 构建基于知识的分布式网格资源管理模型
• 2.5.1 基于知识的分布式网格资源管理模型KRMM
• 2.5.2 KRMM网格资源管理器
• 2.6 小结
• 第三章 KRMM网格知识库
• 3.1 知识与知识库
• 3.1.1 知识表示方法
• 3.1.2 知识库
• 3.2 网格与知识
• 3.2.1 网格与知识的关系
• 3.2.2 资源管理中的知识运用
• 3.3 KRMM网格知识库
• 3.3.1 KRMM网格知识库模型
• 3.3.2 KRMM网格知识表达方式
• 3.3.3 KRMM网格资源本体
• 3.3.4 基于RDF图的网格资源描述
• 3.4 KRMM知识库的算法研究
• 3.4.1 分布式网格知识库存储
• 3.4.2 网格资源管理域加入算法
• 3.4.3 网格自治域退出KRMM系统
• 3.4.4 网格资源知识更新算法
• 3.5 KRMM知识库性能分析
• 3.5.1 KRMM知识库性能理论分析
• 3.5.2 试验验证
• 3.6 小结
• 第四章 KRMM网格资源发现
• 4.1 网格资源发现相关工作
• 4.2 基于知识的网格资源需求描述
• 4.2.1 RDQL简介
• 4.2.2 采用RDQL描述网格资源查询请求
• 4.3 以网络为中心的网格资源集查询
• 4.4 KRMM基于知识的网格资源发现算法
• 4.4.1 网格资源发现的总体算法
• 4.4.2 RDQL查询的分解与组合
• 4.4.3 网格资源发现实例
• 4.5 性能分析
• 4.5.1 理论分析
• 4.5.2 实验验证
• 4.6 小结
• 第五章 KRMM网格资源调度
• 5.1 网格资源调度概述
• 5.1.1 网格任务调度模型
• 5.2 网格资源调度系统
• 5.2.1 网格调度策略
• 5.2.2 目标性能模型
• 5.2.3 任务调度算法
• 5.3 跨站点的网格资源调度算法
• 5.4 基于Backfilling跨站点调度
• 5.4.1 基于Backfilling的网格任务调度
• 5.4.2 KRMM调度模型中假定与术语定义
• 5.4.3 KRMM网格任务调度算法
• 5.4.4 实验
• 5.5 小结
• 第六章 全文总结和未来工作
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 进一步研究工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录一：KRMM网格资源本体
• 作者攻博期间研究成果