BioLab面向生物计算服务的网格系统

论文摘要

生物信息学已成为能够改变科学发展的决定性力量之一,网格计算为生物信息应用提供了强大的计算和存储平台。然而,网格应用首先需要解决服务集成、资源异构、作业管理和调度等问题,同时向生物学家屏蔽上述复杂的底层实现。一个可行的方法是建立一个Web门户作为中间媒介。本文介绍了一个在网格环境下的生物门户站点BioLab项目,系统定义了服务的提供者、部署者和使用者三种用户角色;设计了网格环境下的服务和资源整合机制,实现了用户管理以及作业调度控制等功能;同时,系统提供了标准Web Service的接口,增加扩展性。我们分析了启发式调度算法,选择在线调度而非批处理调度以提高系统响应速度。实验表明,在较大的作业平均到达时间条件下,非阻塞的调度方式的作业总完成时间比阻塞的调度方式小;当作业平均到达时间增加时,作业总运行时间也会增加,但速度会变缓;在较小的作业平均到达时间条件下,各种在线调度启发式算法差别不大,而在较大的作业平均到达时间条件下,随机性好的随机调度算法和最大可用内存容量优先调度算法有更小的作业总完成时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题简介
• 1.1.3 课题研究的意义
• 1.2 本文的主要研究内容
• 1.3 相关工作
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 系统概述
• 2.1 引言
• 2.2 用户管理
• 2.3 服务发布
• 2.4 服务注册
• 2.5 服务检测
• 2.6 作业调度和状态检测
• 2.7 BioLab 和WebLab
• 2.8 本章小结
• 第3章 服务发布部署
• 3.1 引言
• 3.2 服务概述
• 3.2.1 Web 服务
• 3.2.2 服务本质
• 3.2.3 服务共性描述
• 3.2.4 服务特性描述
• 3.3 服务发布注册
• 3.4 服务部署登记
• 3.5 服务检测
• 3.5.1 服务搜素
• 3.5.2 Ganglia 的配置
• 3.5.3 服务存活检查
• 3.6 本章小结
• 第4章 任务分配调度
• 4.1 引言
• 4.2 资源评价
• 4.3 作业调度
• 4.3.1 网格和应用模型
• 4.3.2 批处理调度算法
• 4.3.3 在线调度算法
• 4.3.4 其他启发式调度算法
• 4.4 作业管理
• 4.4.1 GRAM 简介
• 4.4.2 作业管理
• 4.5 本章小结
• 第5章 实验
• 5.1 引言
• 5.2 实验条件
• 5.2.1 硬件实验条件
• 5.2.2 软件实验条件
• 5.3 实验作业流
• 5.4 作业周期
• 5.5 阻塞调度和非阻塞调度的关系
• 5.6 作业平均到达时间和作业总运行时间的关系
• 5.7 在线调度算法的比较
• 5.8 本章小结
• 第6章 系统整合
• 6.1 引言
• 6.2 用户管理
• 6.3 服务注册
• 6.4 服务部署
• 6.5 资源监测
• 6.6 使用服务
• 6.6.1 浏览资源
• 6.6.2 浏览服务
• 6.6.3 定位服务
• 6.6.4 定位资源
• 6.6.5 运行服务
• 6.7 对外接口
• 6.8 用户管理
• 6.9 全局配置控制
• 6.10 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢