论文题目: 科学数据网格资源调度技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机系统结构
作者: 马永征
导师: 阎保平
关键词: 网格资源调度技术,虚拟资源池,算法,计算节点集合的最佳势
文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 网格的特点包括:节点数量比较大;节点之间的平等性;每个节点具有高度的自治性。在这样一个松耦合的分布式异构系统中,对资源进行有效地调度正面临着前所未有的挑战。针对这些挑战,并结合科学数据网格的实际情况,本论文对科学数据网格资源调度技术进行了深入研究。论文工作得到了国家“十五”863重大项目“科学数据网格”以及中科院重大项目“科学数据库及其应用系统”等项目的支持。论文的主要研究成果包括:1)设计了一种面向数据网格的分布式资源调度模型。针对网格的特点,本文设计了一种分布式的资源调度模型:网格系统中的每个节点都安装了相同的全局调度软件,每个节点都可以接受作业,任何一个网格节点既是一个资源节点,也是一个网格门户;任意一对节点之间可以相互通信,相关节点通过相互之间的信息交流进行协商,共同进行资源调度的决策。2)设计了一种基于虚拟资源池(Virtual resource Pool, VP)的网格资源调度机制。网格系统中节点数量一般比较大,单个网格应用一般不会使用所有节点为其服务,当接收到某个网格应用时,调度系统首先选择运行成本或代价相对较小的一个资源集,然后在这个资源集中进行资源选择和调度,我们定义这个资源集即为针对这个网格应用的“虚拟资源池”(Virtual resource Pool, VP)。论文在分布式资源调度模型的基础上进一步设计了基于虚拟资源池的调度机制,其核心思想是以VP为单位进行调度以及在一个VP中采取基于P2P的原则。3)设计了四个核心VP算法。包括VP初始节点的确定算法;VP的组建算法;VP中任务/节点的映射算法以及VP容错算法。4)研究了VP中计算节点集合最佳势的计算方法。论文深入研究了确定VP中计算节点集合最佳势的计算方法,通过分析给出不同约束条件下的计算公式。公式表明:VP中计算节点集合的组成与三个方面息息相关:该VP所对应的网格应用的特点,已经选择的计算节点集合的组成以及候选计算节点的特点。5) SimSDG的开发及实验。为了对科学数据网格资源调度模型及关键技术进行评估,我们在SimJava的基础上开发了一个模拟调度环境——SimSDG。通过SimSDG,我们进行了两组实验,实验结果表明,在全分布式的调度模型中采用基于虚拟资源池的调度机制可以有效地解决当前网格资源调度领域中的困境。
论文目录:
摘要
英文摘要
图目录
表目录
第一章 引言
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 问题的提出和论文的主要贡献
1.2.1 问题的提出
1.2.2 论文的主要贡献
1.3 论文的组织结构
第二章 网格资源调度研究综述
2.1 调度问题和网格资源调度
2.1.1 调度问题
2.1.2 网格资源调度问题
2.2 网格资源调度分类
2.2.1 调度层次——本地调度/全局调度
2.2.2 静态调度/动态调度
2.2.3 调度级别——子任务级/任务级
2.2.4 调度方式——在线式/批处理式
2.2.5 体系结构——分布式/层次式/集中式
2.2.6 抢占式/非抢占式
2.2.7 调度策略——固定/自适应
2.2.8 网格资源类型
2.2.9 网格应用类型
2.3 网格资源调度的研究现状
2.3.1 计算资源的调度系统
2.3.2 数据资源的调度系统
2.3.3 异构集群的调度系统
2.4 本章小结
第三章 科学数据网格资源调度模型
3.1 网格资源和网格应用的定义
3.2 科学数据网格系统模型
3.2.1 三种网格资源及其界定方法
3.2.2 单个节点可能同时具有多种资源特征
3.2.3 节点的性能需大于等于某个阈值
3.2.4 同一份数据可能有多个复制
3.2.5 节点数量比较大
3.2.6 节点之间是一种基于P2P 的关系
3.2.7 网络带宽
3.2.8 节点上任务的运行方式是非抢占式的
3.2.9 节点是共享的
3.2.10 网格性能预测服务和网格信息服务可以很好地工作
3.3 SDG 应用模型
3.4 SDG 资源调度的目的和优化目标
3.4.1 调度目的和解决的主要问题
3.4.2 优化目标
3.5 科学数据网格资源调度模型
3.5.1 体系结构
3.5.2 节点的软件配置
3.6 基于VP 的网格资源调度机制
3.6.1 问题提出
3.6.2 虚拟资源池的定义及其性质
3.6.3 基于VP 的网格资源调度机制
3.7 基于VP 的调度机制中节点状态的迁移
3.7.1 节点的状态和事件
3.7.2 有限状态机表示
3.8 本章小结
第四章 VP 算法设计
4.1 初始节点的确定算法
4.1.1 算法描述
4.1.2 算法分析
4.2 VP 组建算法
4.2.1 算法描述
4.2.2 算法分析
4.3 VP 中的任务/节点映射算法
4.3.1 算法描述
4.3.2 算法分析
4.4 VP 容错算法
4.4.1 算法描述
4.4.2 算法分析
4.5 本章小结
第五章 VP 势的确定
5.1 问题定义和归结
5.2 影响网格应用运行时间的因素
5.2.1 通信复杂度
5.2.2 计算节点的选择顺序
5.3 网格应用运行时间
5.3.1 前提假定
5.3.2 网格应用运行时间
5.4 确定VP 计算节点集合的势
5.4.1 网格应用运行时间增量的表达式
5.4.2 ΔT(n)<0条件下的计算节点集合的最佳势
5.4.3 ΔT(n)<0并且|ΔT(n)|≥α条件下的计算节点集合的最佳势
5.5 本章小结
第六章 仿真实验及结论
6.1 SIMSDG
6.1.1 简介
6.1.2 网格资源模型
6.1.3 网格应用模型
6.1.4 性能指标
6.1.5 SimSDG 的调度流程
6.2 基于VP 调度机制与集中式调度机制之间的比较
6.2.1 节点数增长时
6.2.2 作业数增长时
6.2.3 实验结论
6.3 两种初始节点选择策略之间的比较
6.3.1 节点增长时
6.3.2 作业数增长时
6.3.3 实验结论
6.4 本章小结
第七章 总结和展望
7.1 论文工作总结
7.2 进一步研究工作
参考文献
致谢
作者简历
发布时间: 2006-12-27
参考文献
- [1].网络资源管理关键技术研究[D]. 陈佳.电子科技大学2008
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- [5].网格信息服务及资源管理若干关键技术的研究[D]. 杨疆湖.复旦大学2005
- [6].数据网格的资源管理相关策略及算法研究[D]. 李静.重庆大学2007
标签：网格资源调度技术论文; 虚拟资源池论文; 算法论文; 计算节点集合的最佳势论文;