基于QoS的网格资源分配管理的研究

论文题目: 基于QoS的网格资源分配管理的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机应用技术

作者: 王小志

导师: 罗军舟

关键词: 网格,资源分配管理,层次结构,虚拟资源容器,资源预留,仿真

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着网格技术的不断发展,越来越多的异构资源参与到网格中,这些资源需要以众所周知并且一致的方式进行交互和运转,才能实现资源的高度共享和协同工作,为此,需要建立一些相关的开放标准来满足这种互操作和资源共享的需要。在这种需求的推动下,网格由早期的面向计算的五层沙漏结构发展到面向服务的开放网格服务体系架构OGSA(Open Grid Service Architecture)。在这种以服务为中心的、基于OGSA的网格环境中,由于服务可以跨越不同的抽象层次,用户的一个服务请求就可能包含了不同抽象层次的多个资源请求。这些资源相对网格用户而言是透明的,表现为虚拟组织(Virtual Organization, VO)中逻辑意义上的资源,但在物理上它们是分布存放的,并且有各自不同的管理策略。因此,如何保证用户的服务质量(Quality of Service, QoS)需求以及如何协调逻辑资源和物理资源的分配与调度、提高资源的利用率成为网格环境下资源管理亟需解决的重要问题。由于用户QoS需求的保证情况取决于执行服务时系统所分配的资源本身的性能,因此,在以服务为中心的网格环境下,进行基于QoS的资源分配管理的研究就显得尤为重要。本文的工作主要是针对目前在网格QoS和资源提前预留领域所存在的问题,从网格QoS特性、网格QoS保证机制和基于QoS的网格资源分配管理模型等三个方面对基于QoS的网格资源分配管理进行了理论上的研究。在实践上,针对现有网格仿真工具的不足,设计并实现了一个满足多QoS测度约束、支持资源提前预留的开放性网格仿真平台。具体的工作主要包括:1.从基于OGSA的网格环境的特点出发,对网格QoS的特性进行了系统化的分析,对网格QoS的参数进行了分类和归纳,建立了网格QoS的层次化结构模型。2.通过分析GGF的GRAAP工作组对提前预留的定义及要求,建立了提前预留的状态转换图;引入虚拟资源容器的概念对SNAP协议进行了扩展,提出了一种基于SLA的网格资源动态预留策略。3.通过分析基于QoS的网格资源分配管理的内容,综合网格QoS方面的研究成果,参考OGSA规范的要求,设计了一个基于QoS的、支持资源动态预留的、满足多QoS测度约束的网格资源分配管理模型GRAM-QoS。4.通过分析网格仿真平台的需求,针对现有网格模拟工具的不足,设计了一个满足多QoS测度约束的、支持资源预留的开放性网格仿真平台,并在现有仿真工具GridSim的基础上实现了网格仿真平台的系统环境部分和资源分配模块的仿真。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 网格QoS

1.2.2 网格资源预留

1.2.3 网格仿真平台

1.3 研究内容

1.4 研究方法和技术路线

1.5 文章结构

第二章 面向服务的网格资源管理

2.1 网格体系结构

2.1.1 五层沙漏网格体系结构

2.1.1.1 五层沙漏结构的组成部分

2.1.1.2 五层沙漏结构的特点

2.1.2 开放网格服务体系结构OGSI 技术体系(OGSA/OGSI)

2.1.2.1 以服务为中心

2.1.2.2 OGSA/OGSI 架构

2.1.3 Web 服务资源框架(WSRF)

2.1.3.1 WSRF 产生的原因

2.1.3.2 WSRF 的特性和原理

2.2 面向服务的网格资源管理

2.3 SLA 与SNAP

2.4 小结

第三章 网格QoS 层次结构模型

3.1 网格QoS 特点分析

3.1.1 资源虚拟化

3.1.2 逻辑资源与物理资源

3.1.3 网格服务的访问控制

3.1.4 网格服务的跨层抽象

3.2 网格QoS 参数的分类

3.3 网格QoS 的层次结构模型

3.4 基于SLA 的QoS 参数的映射转换

3.4.1 QoS 参数的映射和转换

3.4.2 SLA 示例

3.5 仿真分析

3.6 小结

第四章 基于SLA 的网格资源动态预留策略

4.1 提前预留

4.1.1 对GRAAP 的要求

4.1.2 提前预留的定义和状态

4.2 虚拟资源容器

4.2.1 SNAP 在支持提前预留网格系统中的不足

4.2.2 虚拟资源容器

4.2.3 支持虚拟资源容器的SNAP 扩展

4.3 基于SLA 的网格资源动态提前预留策略

4.3.1 基于SLA 的网格资源动态提前预留策略

4.3.2 动态提前预留策略的分析

4.3.2.1 全面支持动态重协商和提前预留的要求

4.3.2.2 有效的提高系统的服务质量和服务能力

4.3.2.3 同时适用于实时预留系统和非预留系统

4.3.2.4 系统开销小

4.4 小结

第五章 基于QoS 的网格资源分配管理模型

5.1 基于QoS 的网格资源分配管理的内容

5.1.1 服务申请阶段

5.1.2 服务执行和等待阶段

5.1.3 服务关闭阶段

5.2 GRAM-QoS 模型介绍

5.3 工作过程

5.4 模型特点

5.5 小结

第六章 网格仿真平台的设计与实现

6.1 网格仿真平台的需求分析

6.2 网格仿真平台的设计

6.2.1 仿真平台总体结构设计

6.2.2 仿真平台模块功能设计

6.3 仿真平台的实现

6.3.1 GridSim

6.3.1.1 GridSim 的体系结构及SimJava

6.3.1.2 GridSim 的仿真分析

6.3.2 开放网格仿真平台的实现

6.3.2.1 系统环境仿真的实现

6.3.2.2 资源分配仿真的实现

6.4 仿真平台的运行

6.5 小结

第七章 结束语

7.1 现有研究成果总结

7.2 现有研究成果的局限性

7.3 未来研究工作展望

缩略语和术语

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间论文完成情况

作者在攻读硕士学位期间参与科研工作情况

作者简历

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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