基于网格计算的负载均衡策略的研究

论文摘要

随着人们求解问题领域的不断扩展,所遇到的问题越来越复杂,而且规模也越来越大,解决这些问题所要求的计算能力也在大幅度提高。又由于考虑到高成本超大型计算机没有得到充分地利用,所以人们便试图研究分布式计算环境来利用网络中的空闲资源解决这些需要大量计算的复杂问题。网格计算正是人们正在研究的利用网络并联合分散在网络中各个区域的空闲资源来为网格系统应用软件服务,从而解决这些科学问题。为了融合这些大量网络资源并有效地计算,解决网格计算中的负载均衡问题成为关键性的技术。本文在网格计算环境中解决负载均衡问题的服务中,其主要的创新点有以下几个方面:(1)结合网格计算的多种负载均衡算法,提出一种新的层次式负载均衡算法,并根据一级代理和二级代理的负载情况,灵活采用各种负载均衡算法,从而提高负载均衡效率和系统的稳定。(2)基于CORBA体系结构的设计,在网格中间件层服务,使负载均衡系统达到很好的透明性。(3)采用了以静态为辅,动态自适应负载均衡算法为主的服务,可根据具体计算任务的情况,对任务重定向分配,提高了系统的伸缩性和响应时间。(4)利用了网格资源的分散性服务,有效地避免了单点失效对整体服务的影响。本文通过仿真模拟,证实了在网格计算中的基于CORBA的层次式自适应负载均衡策略的实用性和有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 网格计算研究现状和发展趋势
• 1.1.2 网格计算研究目的和意义
• 1.1.3 负载均衡的研究现状
• 1.1.4 网格计算中负载均衡的重要意义
• 1.2 本文研究的内容及意义
• 1.2.1 基于CORBA 的层次式自适应负载均衡策略的提出
• 1.2.2 本文研究意义
• 第二章 网格计算及网格中间件简介
• 2.1 网格计算概念及其特点
• 2.2 网格体系结构及其实现平台
• 2.2.1 以协议为中心的五层沙漏结构
• 2.2.2 以服务为中心的开放网格体系结构（OGSA）
• 2.2.3 Globus Toolkit 4 平台
• 2.3 网格中间件简介
• 2.3.1 网格中间件概念
• 2.3.2 CORBA 简介
• 2.4 网格的关键技术
• 第三章 基于CORBA 的层次式自适应负载均衡的系统设计
• 3.1 层次式自适应负载均衡系统结构
• 3.2 层次式作业调度
• 3.2.1 作业调度流程
• 3.2.2 作业划分与调度
• 3.2.3 负载跟踪
• 3.2.4 动态分配作业
• 3.2.5 双阀值负载监视
• 3.2.6 评估代理及节点参数
• 3.3 基于CORBA 的负载均衡调度策略
• 3.3.1 按照作业对象颗粒划分
• 3.3.2 按均衡算法来划分
• 3.4 基于CORBA 的层次式自适应负载均衡服务模式设计
• 3.4.1 传统的基于CORBA 的自适应负载均衡的模式设计分析
• 3.4.2 基于CORBA 的层次式自适应负载均衡服务模式的设计
• 3.4.3 自适应负载均衡服务器的系统结构
• 3.4.4 自适应负载均衡服务模式和传统负载服务模式的比较
• 3.5 关键技术分析
• 3.5.1 服务的透明性分析
• 3.5.2 服务的高可靠性
• 3.5.3 服务的容错性
• 3.5.4 服务的可扩展性
• 3.5.5 负载均衡的安全性
• 第四章 层次式自适应的网格负载均衡算法
• 4.1 当前负载均衡算法的分析与比较
• 4.2 本文提出的层次式自适应负载均衡算法
• 第五章 网格模拟及系统性能评估
• 5.1 几种常见的网格模拟环境
• 5.2 JFreeSim 网格模拟环境
• 5.2.1 JFreeSim 工具的特征
• 5.2.2 JFreeSim 的系统结构
• 5.2.3 JFreeSim 模拟流程
• 5.3 网格计算中CORBA 模型的实现
• 5.3.1 ORB 的实现环境---Java IDL
• 5.3.2 CORBA 模型的实现
• 5.4 网格资源调度
• 5.4.1 网格资源调度模型
• 5.4.2 网格资源
• 5.4.3 网格信息服务器（GIS）
• 5.4.4 用户与代理
• 5.4.5 负载均衡过程
• 5.5 系统性能评估指标
• 5.6 模拟环境及相关描述
• 5.7 模拟过程及结果
• 5.8 结果分析
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录A：用户和资源模拟及其作业分配