关于计算网格的集群系统负载平衡和进程迁移机制的研究与实现

《关于计算网格的集群系统负载平衡和进程迁移机制的研究与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、～h海大学硕士学位论文上海高校网格主机络点的自强3000的性能和资源利用率的问题。负载平衡是集群系统中的重要披术，它通过在由高速网络连接起来的各个结点问平衡系统负载来提高集群系统的性能。融有研究寝明，在集群系统中采用负载平衡系统可以显著地掇高集群系统的性能“⋯。负载乎衡的的策略可以分为静态和动态两大樊，静态负载平衡策略在各个结点上分配负载时只往褥系统懿静态倍息，这种策略的好处是在数学上容易分析且易于实现，但是这种策略不考虑系统结点的当前负载清况焉进行受载平衡，往褥集群系统静资源翻翔率低且佳能较差。韵态负载平衡系统根据榘群的负载状态动态地做出

2、分配的决定，相对来说能疑大地提高系统的性能。因藏，降{羲动态受载平麓繁臻懿复杂度在浚诗稻实硗集群麓态受载平餐系统显得尤为重爱。进程迁移凝裁是在任务技行过疆中，凝援受鼗平餐款器求，穆当兹弱活跃遥疆透明地迁移到其它的结点恢复执行的机制。它是集群系统宓现负载平衡调度决定的有效执行机制。进程迁移{乍烫分布式系统中一项关键技术，一壹怒国内癸嚣露滔跃的研究课题，进程迁移机制已经有大量的研究成果。但是进程迁移机制的实现复杂性、对0S的依款性以及下缴互联网络通信带宽的鼹制阻鼹了进程迁移的广泛使耀，尤其是透明的进程迁移实现问题十分复杂。到目前为止，只有为数不

3、多的系统真疵实现了进程迁移机制。在国外成功敬实现了进程迁移的系统主要包括MOSIZ，Sprite操作系统，Accent珏及Mach等，它们各其特色。男井，一黧系统提供了checkpoint机制，能够对活跃进程进行checkpoint，然后在其它结点上重建执行环境并继续执行来实现容镑祝割。如：Condor弹4

4、以及LSF狰薯(LoadSharingFacility)等。在国内，清华大学、圜防科技大学以及武汉大学都做过相关的研究。1．2本文的研究内容和主要贡献I．2。1研究内容本文的主要研究内容是抢占式进程迁移机制和集群系统中基于进程迁移机制的

5、负载平衡灞液算法。集群系统研究的实质性问题是集群系统范围内的资源共事问题，只有平衡的负载蠢‘能达到袋太数浚澡剥鼹率。霞_

6、毙，集嚣系统中瓣资潺受载平鬣是实琨资源有效共事、提高系统资源利用率的必然鼹求。通过高效的资源管理和任务调度技术实现动态任务分驻是集嚣系绞中实理资源共享帮有效裂惩戆主要手段。受载平蕊跫《壬务调度的一种熏要技术，因此负载平衡算法是集群资源管理系统研究的重要问题。集群资源的有效共享，要求通过在不圈结点之阀迁移任务鲍方法来实现动态款受载乎．2。上海大学硕士学位论文筏。遂程迂穆甄铡是在任务瓣撬行过程中，棂豢系统受裁乎簿戆簧袁，褥活

7、跃避程迁移到其它结点的行为。它是实飙负载平衡调度决定的有效执行机制。因此，基于避程迂穆艇割的负载平缆算法霰要织决两个阚题：也就是澄如傍选择进程迁移的目标结点和如何降低进程迁移的代价。目标缡点的选择需要从全系绕瓷源基警的角发进行考虑，是在全系统资源状提信息的基础上进行的。如何对迁移进程的资源需求和系统中其它结点的资源信怠进行最佳匹配，选撵合适的目标结点，做出有效的任务调度决定悬我们研究的一个重委问题。进程迁移在我们本次课题中的主要目标是通过将灌跃进穰从超载结点转移到欠载结点，实魂系统范隧内资源瓣有效潮雳。穗是毒予进程迁移的实现复杂性、对OS的

8、依赖性，进程状态数据量大，以及下级互联网络通信带宽的限制，进程迁移实现静玎镑相当太，爵能导致进程迁移实嚣敬开镑丈子迁移进程在灞结点巍行静歼销。圉此，如何降低_i蒎程迁移的开销是我们的一个研究目标。1．2．2本文的主甏贡献和创新点本文的主要贡献包括以下几个方面：①分绍了当今流雩亍款最具代表性的几弛集群搏业蛰理系绞，我翻对这几秽滚牙盼作业管理系统进行简单的分析和比较，指出集群作业管理系统的关键技术。②根据集群系统资源共享的褥要，投衡静态和动态负载平衡策略麴优缺点，掏建了一个集群系统两级负载平衡的体系架构MLBF(MuttipleLoadBata

9、ncingFrame)。据此设计了一种基于多级资源池的负载平衡算法LBMRP(LoadBalancingbasedorlMultipleResourceP001)。LBMRP算法的主要思想怒：集群管理系统在分配任务时，就考虑负载平衡，基于全局资源池把任务分配到负载较轻的结点执行，并尽量将逐信密集静任务分配在丽一籀关蠛中鞠结点上执行。当任务分配到后台执行结点的执行过程中，日I入基于进程迁移机制的进程级负载平徽策略，根据结点负载获瑟熬变纯，麓态逮诵节系统鹣受载平餐。荠针对多级网络结构的纂群系统静饶势提出了集群系统中局部优先负载平衡的策略来降低进

10、程迁移的代价，以有效提高莠行{乍、韭斡嫡应时闼，爨嵩系绞瓣资源剥羯率。⑨在PBS集群管理系统中，实现基于全局汝源池的静态负裁平衡，在LINUX环壤中实瑶内垓级避程迁移辍裁，寒稳造