基于拍卖机制的网格作业调度遗传算法研究

论文摘要

网格计算属于分布式计算的一种，但是由于网格资源在广域上分布、本质上异构、归属不同的人和组织拥有、相异的存取和花费模式、负载和可用性动态变化，因此网格计算环境远比传统的分布式计算环境复杂。这就使得针对传统的分布式计算环境设计的资源调度策略在网格环境中并不理想。这主要表现为不能很好的预测网格环境中动态的资源变化，不能全面考虑网格环境对作业或者资源所设的限制，没有充分考虑网格环境中资源耗费对网格资源调度的影响等一系列问题。本文提出了基于拍卖机制的在线信誉网格资源管理模型，是基于计算经济网格的资源管理模型，为资源提供者提供了贡献与共享资源的动机，吸引更多更好的资源加入网格，实现资源优化分配。保证交易双方均获取最大利益，有利于网格资源的市场管理及供需均衡。本文设计了基于遗传算法(Genetic Algorithm)的网格作业全局调度策略。在算法中，引入了时间和花费两方面经济因素，用户可以设置不同的影响因子，将两个因素综合考虑进去，根据用户需求得到最优化的资源分派策略，从而提高网格系统的总体性能。基于GridSim工具包构建网格仿真环境，该仿真环境已经包含了通常的网格环境中所需的所有基本因素。并将本文提出的算法纳入GridSim模拟器进行系统测试，测试算法的性能。经测试表明，本文设计的基于遗传算法的网格作业全局调度策略能降低用户作业的总执行时间和总花费，从而提高网格系统的利用率和性价比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 网格概述
• 1.1.1 网格的概念
• 1.1.2 网格的目的和意义
• 1.1.3 网格技术发展
• 1.1.4 网格的应用领域
• 1.2 网格的特点
• 1.3 网格作业调度算法
• 1.3.1 网格作业调度
• 1.3.2 研究现状
• 1.3.3 网格作业调度算法
• 1.4 课题目的和意义
• 1.5 本文所做的工作
• 1.6 本文的组织结构
• 第二章 网格体系结构
• 2.1 网格体系结构的意义和功能
• 2.2 五层沙漏结构
• 2.3 开放网格服务体系结构（OGSA）
• 2.4 WSRF（Web Service Resource Framework）规范
• 2.5 网格项目
• 2.6 小结
• 第三章 网格环境下的资源管理模型
• 3.1 资源管理系统的定义
• 3.2 网格资源管理模型
• 3.2.1 分层模型
• 3.2.2 抽象所有者模型
• 3.2.3 计算经济模型
• 3.2.4 评价三种模型
• 3.3 网格资源管理的计算经济模型
• 3.3.1 主要计算经济模型介绍
• 3.3.2 计算经济模型实例—GRACE模型
• 3.4 小结
• 第四章 基于拍卖机制的在线信誉网格资源管理模型
• 4.1 设计思想
• 4.2 基于拍卖机制的在线信誉网格资源管理模型
• 4.3 在线信誉系统的工作机理
• 4.4 小结
• 第五章 基于遗传算法的网格作业全局调度算法
• 5.1 网格作业调度
• 5.1.1 基本概念
• 5.1.2 网格作业调度的实质
• 5.1.3 网格作业调度的特点
• 5.1.4 全局调度与内部调度
• 5.1.5 基于在线信誉系统的拍卖模型的作业调度
• 5.2 网格作业全局调度算法
• 5.2.1 传统作业调度算法
• 5.2.2 遗传算法 GA
• 5.3 基于遗传算法的作业全局调度策略
• 5.3.1 问题描述
• 5.3.2 基于遗传算法的作业全局调度策略设计思路
• 5.3.3 遗传算法的性能评估
• 5.3.4 算法描述
• 5.3.5 遗传算法的设计
• 5.4 算法仿真模拟工具 GridSim
• 5.4.1 仿真工具 GridSim概述
• 5.4.2 GridSim系统体系结构
• 5.4.3 网格环境抽象
• 5.5 基于遗传算法的全局作业调度算法测试
• 5.5.1 算法测试说明
• 5.5.2 算法测试环境
• 5.5.3 算法测试
• 5.6 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 现有研究成果总结
• 6.2 未来研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文