网格环境下基于动态调度策略的自适应容错机制的研究

论文摘要

网格计算属于分布式计算领域的一个新的分支,其目的是通过网格这种新兴的技术,将地理上分散的、属于不同组织的各种异构资源充分整合起来,提供给用户一个高性能、高透明、高可靠性的统一的计算环境。但由于网格计算环境的资源分布共享、资源异构及高度动态等特性,使得网格计算环境的可靠性保证成为了一个难于解决的问题。现有的网格容错研究大多针对网格环境下的错误检测进行,对错误处理技术的研究并不是很深入,而且一般的错误检测技术都只是实现对特定的应用进行错误检测,随着网格环境下应用的不断复杂化和动态化,传统的网格容错技术面临着巨大的挑战。针对网格计算的可靠性问题,本文深入研究现有网格容错技术并对其优缺点进行对比,在分析网格应用特殊性的基础上,提出了一种新的自适应容错网格系统原型,对系统中的信息服务、调度服务、错误检测服务和错误管理服务进行了详细设计。本文重点对错误检测算法和错误处理选择策略进行了深入的研究,在错误检测方式上,对静态心跳错误检测算法进行改进,使其具有自适应错误检测的功能,改进后的算法允许用户设定参数自定义错误检测服务级别,用来检测不同程度的错误,可以更好地满足各种应用。在错误处理方式上,采用了基于QoS的选择策略,对错误处理方式进行形式化描述,并分析其各自的优缺点,选取最符合用户需求的错误处理方式进行错误恢复。最后对改进的自适应错误检测算法进行了实验,并对结果进行了分析比对,从而验证了算法的合理性和可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 关键技术及研究现状
• 1.2.1 错误检测技术
• 1.2.2 容错系统
• 1.3 论文研究的目标和内容
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 网格基础理论
• 2.1 网格技术的出现
• 2.2 网格体系结构
• 2.2.1 五层沙漏结构
• 2.2.2 开放网格服务结构
• 2.2.3 Web服务资源框架
• 2.3 Globus Toolkit简介
• 2.4 网格技术研究现状
• 2.4.1 国外研究现状
• 2.4.2 国内研究现状
• 2.5 小结
• 第三章 网格计算技术及容错技术
• 3.1 网格计算概述
• 3.1.1 网格计算特点
• 3.1.2 网格计算功能
• 3.1.3 网格计算研究现状
• 3.2 网格计算的可靠性研究
• 3.2.1 网格系统可靠性需求
• 3.2.2 网格系统可靠性描述
• 3.3 容错技术研究
• 3.3.1 容错基本概念
• 3.3.2 容错系统基本结构
• 3.3.3 容错常采用的技术
• 3.4 网格容错系统研究现状
• 3.5 小结
• 第四章 自适应容错网格系统模型
• 4.1 系统设计目标
• 4.2 自适应容错网格系统原型
• 4.2.1 元计算目录服务
• 4.2.2 资源分配管理服务
• 4.2.3 错误检测服务
• 4.2.4 错误管理服务
• 4.3 任务执行流程
• 4.4 小结
• 第五章 自适应错误检测算法和错误处理决策算法
• 5.1 自适应错误检测算法
• 5.1.1 算法描述
• 5.1.2 算法可靠性分析
• 5.2 基于QoS的错误处理决策算法
• 5.2.1 错误处理服务形式化描述
• 5.2.2 网格环境下的错误分析
• 5.2.3 服务质量（QoS）描述
• 5.2.4 错误处理决策算法
• 5.3 小结
• 第六章 测试与结果分析
• 6.1 实验环境
• 6.2 实验
• 6.2.1 实验测试标准
• 6.2.2 心跳消息取样
• 6.3 实验结果分析
• 6.3.1 平均出错率分析
• 6.3.2 错误检测时间分析
• 6.3.3 与其它算法比较
• 6.4 小结
• 结论
• 一、工作总结
• 二、主要创新点
• 三、下一步研究方向
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢