分布式仿真网格的任务管理与调度研究

论文摘要

网格是新一代的分布式计算技术,其目的是利用网络把分散在不同地理位置的资源组织成为一台虚拟的超级计算机,实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、设备资源等各种动态的、异构的、自治的、分布广泛的资源的全面共享和协同解决问题,从而充分利用网络上的闲置资源,提高资源的利用率。大规模的分布式仿真环境中所设计的数据空间非常大,需要耗费大量的时间,对计算环境也有较高的要求。仿真网格是分布式仿真能够充分利用网格技术的优势,两者相结合后新一代网格应用的产物,构建仿真网格是完善目前分布式仿真系统的有效途径,可以解决系统的可管理性和资源分配等方面存在的许多不足。本文首先在OGSA的基础上,设计了一种基于网格HLA/RTI分布式仿真的运行框架。在此基础上,研究了仿真网格资源管理系统结构模型及其功能,详细阐述了分布式仿真的通讯模式。其中,资源管理与调度是一项非常复杂的任务,在很多情况下仿真都是一个高计算密度的任务,需要较高的计算能力的支持。针对仿真系统在资源调度上的问题,结合了网格计算环境的特点,提出了基于GRAM将高计算密度的计算任务分解到网格聚合的计算资源上去,实现高计算密度仿真任务的分解与负载均衡。其次,网格任务调度算法是影响网格成功与否的关键技术之一,不但要使得完成所有任务的时间尽可能的少,同样要考虑到整个系统机器间的负载平衡问题。针对Min-min算法可能引起负载不平衡问题,设计了一种适用于网格环境的任务调度算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 网格的国内外研究现状
• 1.2.2 分布式仿真网格的国内外研究现状
• 1.3 研究意义
• 1.4 论文研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 网格技术及相关知识概述
• 2.1 网格的概念
• 2.1.1 网格与网络
• 2.1.2 网格的特点
• 2.2 网格的体系结构
• 2.2.1 五层沙漏结构
• 2.2.2 开放网格服务体系架构（OGSA）
• 2.3 网格服务及主要支撑技术
• 2.3.1 OGSI（Open Grid Services Interface）开放网格服务基础设施
• 2.3.2 网格工具包Globus ToolKit
• 2.3.3 Web 服务
• 2.4 OGSA，OGSI，与GT4 以及WEB 服务的关系
• 2.5 本章小结
• 3 基于网格HLA/RTI 分布式仿真的运行框架研究
• 3.1 仿真的概述
• 3.2 高层体系结构HLA
• 3.2.1 基于HLA 仿真系统的逻辑结构
• 3.2.2 HLA/RTI 管理机制
• 3.3 基于WSRF 的服务网格实现框架
• 3.3.1 WSRF 的概述
• 3.3.2 基于WSRF 的仿真网格实现框架体系结构
• 3.3.3 基于网格的HLA/RTI 分布式仿真的运行框架
• 3.4 本章小结
• 4 仿真网格资源管理与调度研究
• 4.1 仿真网格资源管理
• 4.1.1 仿真网格资源管理的概念模型
• 4.1.2 仿真网格资源管理系统结构模型
• 4.1.3 网格资源管理的功能
• 4.2 仿真网格资源调度研究
• 4.2.1 GRAM 软件体系架构
• 4.2.2 基于GRAM 实现高计算密度仿真任务的分解与负载均衡
• 4.2.3 仿真网格资源调度算法
• 4.3 本章小结
• 5 实验模拟及分析
• 5.1 网格模拟工具
• 5.2 具体实验及数据分析
• 5.3 本章小结
• 6 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录