基于.qos的网格调度算法的研究

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1、青岛大学硕士学位论文个人计算网格。虽然不同的网格在体系结构和需要解决的问题类型等方面不尽相同，但为了达到网格计算的目标，网格计算至少需要具备三种基本功能：任务管理、任务调度和资源管理。任务管理：用户通过该功能向网格提交任务、为任务指定所需资源、删除任务并监测任务的运行状态。任务调度：用户提交的任务由该功能按照任务的类型、所需资源、可用资源等情况安排运行日程和策略。资源管理：确定并监测网格资源状况，收集任务运行时的资源占用数据。一个理想的网格系统应可以构建在当前所有硬件和软件平台上，给用户提供完全透明的计算环境，它把众多同、异构的资源变成统一的虚拟计算资源提供给用户。为实现这

2、个目标，必须对资源发现和管理、计算任务的调度等方面进行更深入的研究，提出更有效的模型、算法以及解决方案。1．2．1资源发现和管理资源发现和管理的任务是在短时间内高效率的找到资源所在的节点，并对这些计算资源动态变化带来的信息进行管理。在传统的单计算机系统和机群系统中，计算资源的分布比较集中，计算在使用资源之前可以快速、可靠的进行资源定位，资源的查找操作对计算性能的影响很小。在网格计算中，由于资源的广域分布以及现有Internet存在的带宽和延迟限制以及网络的不可靠性，广域范围内的资源定位将在很大程度上影响计算的性能。因此需要一种有效的资源发现机制解决广域资源的快速定位问题。从

3、资源的组织、发现和管理方式来看，目前国内外对网格资源管理基本模型的研究主要体现为集中式、分布式、层次式和基于多Agent式等四种形式。集中式发现管理模型：在集中式的环境中，中心服务器存储共享资源可检索的索引，所有可用系统的状态信息被聚集在该中心机上，每当客户机连接到服务器时，它把其共享的资源索引和元数据传送给服务器。除此之外，它还可以通过询问服务器找到任一可用资源。服务器接着会返回可匹配该询问的当前共享资源列表。当客户机下载完它查找的可用资源列表后，客户机直接和列表中的节点连接以得到资源。中央服务器不提供共享资源，资源也没有经过服务器。从概念上讲这种发现调度模式是非常有用的

4、，例如在计算中心，因为所有的资源在相同的目标之下被使用。在这种情况下，即使缺乏网络带宽也可以被忽略。但是集中式发现管理模型实施的前提是所有资源的状态信息必须是确定的，然而网格中的资源是以“动态的虚拟组织”形式存在的，所以这种静态的约束严重影响了网格的自适应性和高扩展性。另外，集中式发现管理模型所采取的是全局统一的管理策略，这又与不同的虚拟组织中各自不同的本地管理策略相悖。所以全球规模的网格系统并不适合这种模式。分布式发现管理模型【15’19】：在分布式的系统中，没有一个中央服务器负责资源的发现及调度，所有系统的状态信息也没有被集中在单个的结点上。该模型强调各2第一章绪论个系

5、统之间是对等的，过多注重系统内部资源的状况，忽视了系统间的配合，因此虽然具有高度的可扩展性，但是却缺少了全局性的宏观调控能力。更重要的是，这种分布式发现管理模型恰恰与网格发展的初衷一一大规模、大范围服务资源共享相悖。层次式发现管理模型：一种混合模型(集中式和分布式模型的结合)，即根据管理域(地域)，以及具体应用因素，资源的数量和类型等因素，以站点资源为单位组成树型结构，为资源的联合分配提供了一种管理机制。对于所有子树，父节点相当于它们的联合分配器。与树型结构的资源信息服务相配合，在实际的资源调度过程中，只要管理本节点所“拥有”的资源即可。这样，当在某一个子节点上提交了大型资

6、源请求的应用时，即需要联合分配时，该子节点可将请求快速地上传至父节点，而父节点作为联合分配器，它拥有各个子节点的系统状态信息，从而可以快速判断自身拥有的资源集合是否能满足应用程序的资源请求，并将资源请求分割开来，定位和分配资源，将最终的资源组作为一个整体来操作，同样，如果这个父节点自身拥有的资源仍不能满足需求时，它可以继续向上一层父节点传送请求，直到能够满足应用需求并定位好资源。这种拓扑结构平衡了集中式搜索的效率和分布式搜索的自治，负载平衡，健壮。但是，层次式发现管理模型需要将资源的动态更新信息一层一层地由叶结点反溯到根结点，而这样的反溯过程需要较长的时间完成，因此，在资源

7、动态性很强、经常发生变化并且变化的频率较快的环境下，层次式发现管理模型的这种层层反溯过程将不能很及时地反映计算网格资源的变化。多Agent式发现管理模型H：通过将代理(Agent)小程序“释放”在所管辖的网络内，进行计算资源的发现和管理。和上述三种资源发现管理模型相比，基于Agent的发现管理模型具有快速、准确、可配置性和可控性强的优点，但是这种模型本身对用来发现资源和汇报资源信息的代理(Agent)要求较高，同时对所辖网络中支持该代理的计算节点上的Stub要求也比较苛刻。1．2．2网格任务调度算法从本质上来说，调