基于计算经济模型的网格任务调度策略研究

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1、兰州理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：1司年f月‘p日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入

2、有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密囤。(请在以上相应方框内打“4”)作者躲‰导师签名：圜日期：-：滓日期：噼，月p日，月№日硕士学位论文1．1研究的背景和意义第1章绪论网格(Grid)是一种新兴的基础设施，它将从根本上改变我们思考和使用计算的方式。网格这个词来源于可随时随地提供电能的电力网格(ElectricPowerGrid)，人们相信通过使信息技术基础设施中的所有成分，包括计算能力、数据库、传感器和人，灵活共享成为真正的协作工具，导致新

3、类型应用的出现。网格计算研究的问题与传统分布式计算研究的问题很相似，但网格计算环境的资源分布共享、自治统一管理、异构和强动态性等特性使得它与传统的分布式计算相比还有很多需要解决的问题。目前较成熟的网格环境(如Globus)基本解决了异构资源支持、资源发现与协同管理以及网格上的安全通信等最基本的问题。但保障网格性能的优化和服务质量的提高还有待进一步研究。网格任务调度与负载平衡“1是提高网格性能和服务质量的关键问题，Nimrod-G、Apples和Condor-(}等都是目前应用较广泛的网格任务调度器，但他们都基于特定的调度策略，适用于特定情况的任

4、务调度。所以至今对适应资源动态变化、能提高网格服务质量的分布、快速、可扩展的网格任务调度方法的研究仍然是网格计算领域的研究热点。计算经济模型将经济的概念引入网格资源管理中，它应用了市场经济中的供求原则来对资源的所有者和使用者进行调节以保证双方均获取最大利益。网格环境中的资源管理和调度是个复杂的问题。在网格中，大量地理上分布的资源为不同的组织拥有，这些组织具有不同的使用规则、不同的计费模型、不一样的负荷能力和不同的使用模型，这些都是问题所在；此外生产者(资源拥有者)和消费者(资源使用者)各自具有不同的目标、目的、策略和需求，这也会对网格中的资源共

5、享产生影响。由于网格的这些特点，一些传统的资源管理和调度方式在网格中并不适用。在网格环境中使用经济学原理进行资源管理和调度是网格从理论研究向实际应用所必须跨越的一步。“基于经济模型的网格任务调度策略研究”这一课题就是在这种背景下确立的，旨在探索一种能够适应多种经济模型并能很好的协调各方利益的网格任务调度策略。网格任务调度问题属于网格资源管理中的一个重要问题，同时网格资源管理与具体的网格体系结构又是紧密相关的。通过对这一课题的实施，对相关网格系统的结构和网格任务调度器的结构进行了总结，对计算经济模型下基本调度算法进行了分析，同时提出了一个基于计算

6、经济模型的网格任务调度框架和一种自适应的网格任务调度算法，笔者认为本基于计算经济模型的网格任务调度策略研究课题的确立和完成将在网格调度领域做出一些有益的探索。1．2国内外研究与发展现状网格作为一种异构计算环境，根本任务之一是根据各个资源节点的状态、网络通信性能等参数，把不同的任务以合理的方式分配到相应的资源结点去完成，这也就是所谓的任务调度，其任务调度决策直接影响网格应用的性能。任务调度在操作系统等领域进行过很多研究，但由于网格环境中资源的多样性、自治性和动态性，使得网格环境下的任务调度比传统环境下的调度要复杂得多，对传统的调度算法提出了新的挑

7、战。围绕着网格中的任务调度，国内外已做了许多研究工作，网格任务调度策略的研究一种是针对元任务或者批任务开展，这种研究方式并不考虑任务间的数据关联与优先约束关系【2】；另～种来源于传统的并行计算与处理中，针对有向无环图DAG(directacycficgraph)来表示的并行任务在多处理机上的调度研究，目前的研究不仅包含任务之间的通信关系及代价，还要考虑调度环境的异构性带来的影响、链路竞争、网络拓扑结构的松散易变性等问题。当前，国内外的文献中，已经出现了很多关于网格任务调度的算法。这些算法按照调度策略可以分为静态调度(staticscheduli

8、ng)和动态调度(dynamicscheduling)两种131。静态调度是把任务收集起来，等映射事件到来后才对这些任务进行集中映射。按网格调度的度量