收藏本站
《上海交通大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

网格环境中的资源管理和调度算法若干关键技术研究

陈曙东  
【摘要】: 随着计算机技术和网络技术的发展,以及日益增长的计算力需求,诞生了网格计算。构建一个网格系统,需要研究信息服务、数据管理、安全机制等技术。资源管理对高效合理利用计算资源起着十分重要的作用。网格资源具备动态性、异构性和自治性的特征,需要对网格资源管理和调度的关键技术做相关研究。 网格资源的动态性、异构性、和自治性,使得网格资源提供者和使用者具有对等网络的特点,因此有必要将对等网络方法引入到网格资源管理中。为此,本文基于对等网络技术提出了一系列网格资源管理和调度策略。 根据网格的发展历史以及研究工作的针对性,网格可以划分为两大类,一类是专用网格,例如计算网格;另一类是通用网格,即在业界参与之下基于Web服务和OGSA的网格系统。本文的研究工作适用于这两类网格的资源管理和调度。 本文首先介绍了网格资源管理和调度策略的一些基本概念和主要的研究内容,然后结合网格自身特点和发展趋势,对其中的几个关键问题进行了深入的研究,包括网格系统的体系结构,网格资源信息的表示方法、资源管理和调度算法,以及负载均衡。为了验证本文提出的模型和算法的有效性,基于网格实验平台DDGrid——新药研发网格,我们进行了大量的实验,实验结果证明了本文提出的模型和算法的有效性。 本文的贡献和创新性工作主要体现在以下几个方面: 1.首先,在分析了网格自身特点和发展趋势的基础上,本文将对等网络方法引入网格的资源管理和调度,结合对等网络的完全分布式的资源管理方式的优点,设计了基于超级结点对等网络的网格资源管理体系结构。这种集中式和分布式的混合结构设计,能够解决现有网格系统采用的集中式管理的容易引起的单点失效、性能瓶颈等问题,从而可以更好地描述网格资源的动态性、自治性等特点,使网格系统具有更强的鲁棒性和自适应性,并且有利于制定优化网格资源管理和调度的策略、算法。进一步地,根据网格资源提供者的IP层信息生成含有路由信息的overlay network拓扑,并且使用有向图表示该拓扑结构。这种使用有向图进行网格拓扑结构表示的方式在能够准确描述网格资源提供者的计算能力的同时,还能够弥补其他现有的资源信息表示模型的overlay层路由信息不能精确反映IP层路由情况的不足,同时这种简单的描述方式利于网格资源调度器发掘网格资源提供者和网格任务之间的对应关系。 2.提出了基于树匹配的nTreeMatch算法。算法结合DAG图的任务表示形式,通过树形数据结构匹配的方法解决了网格资源和网格任务间的映射问题。同时算法充分利用overlay拓扑中结点的路由信息,以轻量附加开销来有效减少overlay层上的路由跳数,使得overlay层上的路由跳数尽量接近IP层上的路由跳数,降低RDP。理论和模拟实验表明在大规模的网格系统中,算法在进行资源调度时可以获得较高的路由效率,为路由的状态与效率折衷问题提供了一个可行的解决方案。该算法尤其适用于为特定的科学应用而设计的专用计算网格的资源调度。 3.针对基于Web Service的通用网格系统的资源调度,本文提出了基于资源发现的GChord算法。考虑到网格的动态性特征,GChord算法采用服务发现的方式解决资源调度问题,将资源需求按照Chord路由协议在网格中转发,改变了传统的集中式调度方法采取的信息收集方式,能够实时反映网格结点的工作负载状态,有效解决由于信息过时、数据不一致而引起的任务再调度问题。实验证明,GChord算法可以实现网格系统的实时资源调度,并且使得网格系统保持良好的负载均衡状态。 4.为解决网格资源调度中动态负载均衡的挑战,在研究了多代理技术和网格计算相互融合的发展趋势的基础上,本文提出了基于多代理协同计算的rwAgent算法。算法利用多代理技术,通过代理的自治性和智能学习,实现网格资源的分散调度,同时可以获得很好的负载均衡效果。严格的数学建模和理论分析证明,rwAgent算法可以实现资源调度过程中网格系统的全局负载均衡,实验结果证明了算法的有效性和优越性。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吕爽;马渝勇;刘一谦;马艳军;;基于Gold的气象中心网格平台资源管理系统构建及应用[J];计算机与现代化;2010年05期
2 李季;文俊浩;张伟;李立新;吴中福;;基于人工免疫的网格资源任务调度算法[J];计算机科学;2004年09期
3 张东;;基于匹配算法的网格资源管理系统[J];长春工程学院学报(自然科学版);2008年03期
4 刘懿;李华;冯永;;基于用户满意度的网格资源调度遗传算法[J];计算机工程;2009年18期
5 姜晓梅;兰枫;;资源调度技术在E-Learning与DRS中应用研究[J];情报科学;2006年06期
6 王红霞;刘方爱;;基于移动Agent的网格资源管理模型的研究[J];信息技术与信息化;2006年04期
7 徐慧慧;石磊;陈信;;网格资源调度算法研究[J];计算机技术与发展;2009年09期
8 谢景明;齐德昱;;基于树型网格的混合遗传算法[J];微电子学与计算机;2006年09期
9 卢国明;韩永国;孙世新;;非集中调度模型下的网格资源调度研究[J];计算机应用研究;2007年08期
10 孙士翠;丁恩杰;徐秀;;煤矿安全网格环境下资源管理与任务调度的研究[J];工矿自动化;2007年06期
11 邓满兰;陈王乐;;浅谈网格资源管理系统[J];科技风;2010年02期
12 须文波;张涛;;网格计算资源调度算法研究[J];计算机工程;2006年14期
13 吴雄奇;曾文华;;基于改进遗传算法的网格资源调度算法[J];微电子学与计算机;2006年09期
14 王刚;钟志水;黄永青;;基于蚁群遗传算法的网格资源调度研究[J];计算机仿真;2009年04期
15 童小念;王伟;舒万能;何秉姣;汪红;;网格环境下加权动态效率的任务调度算法[J];武汉理工大学学报;2008年03期
16 贾宗璞;高铁梁;肖庆伦;;基于p2p思想和关键路径的网格资源调度[J];计算机测量与控制;2008年03期
17 张险全;王亮;陈未如;;网格环境中相似资源的模糊聚类研究[J];计算机系统应用;2008年06期
18 杨召庆;杨志义;周兴社;王云岚;;校园计算网格作业自适应调度的研究和实现[J];微电子学与计算机;2006年03期
19 邹杜;艾飞;徐欣欣;王璞;;基于Web的无组件资源管理系统的设计与实现[J];计算机工程与科学;2006年10期
20 李福芳;齐德昱;张宪光;张利民;;基于模糊聚类思想的网格独立任务调度算法[J];计算机工程;2008年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨永健;孙永雄;李树秋;张伟;;网格计算中一种负载均衡聚类匹配迁移算法[A];2006年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集(二)[C];2006年
2 王忠群;李钧;刘涛;王勇;;基于遗传编程和效用最优的网格资源调度及仿真[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
3 王琴;曾文华;史文翀;;网格资源调度算法的负载均衡及性能分析[A];2006年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集(二)[C];2006年
4 雷领红;黄文明;朱英;;基于智能Agent的网格资源管理模型研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
5 肖尚勤;卢正鼎;;基于安全体系网格计费系统的设计[A];2005年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集[C];2005年
6 韩云;于炯;张伟;王命全;;基于负载均衡的任务调度改进算法[A];2010年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集[C];2010年
7 魏春梅;宋庭新;;基于网格计算的分布式并行计算与仿真技术[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(1)[C];2008年
8 陈明;何广江;张帅;谢俊;;基于经济智能主体的网格资源发现模型[A];2009年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2009年
9 秦宇强;冯秀芳;余雪丽;;网格计算中保证QoS的Agent技术[A];全国ISNBM学术交流会暨电脑开发与应用创刊20周年庆祝大会论文集[C];2005年
10 李珍香;;谈网格计算技术[A];第11届全国计算机在现代科学技术领域应用学术会议论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 兰州商学院信息工程学院 王翔;网络技术的初级研究[N];今日信息报;2006年
2 Michael Miley;网格计算:面向大众的计算技术[N];经济观察报;2004年
3 祁金华;云计算与网格计算的深入比较[N];网络世界;2008年
4 中科院计算所 李伟;万丈高楼平地起[N];计算机世界;2001年
5 ;网格计算:又一个Web[N];中国计算机报;2001年
6 本报记者 孙定;IBM眼中的网格计算与存储[N];计算机世界;2003年
7 苏铁;网格计算商用进行时[N];国际商报;2007年
8 ;IT巨头抢滩网格计算[N];中国经营报;2002年
9 宁川;院士广东造势网格计算[N];中国计算机报;2004年
10 本报记者 熊伟;网格计算是否被高估?[N];计算机世界;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈曙东;网格环境中的资源管理和调度算法若干关键技术研究[D];上海交通大学;2005年
2 卢国明;基于P2P的网格资源管理关键技术研究[D];电子科技大学;2006年
3 王嫚;网格环境下资源管理关键技术的研究[D];北京邮电大学;2006年
4 刘冬梅;光子网格中资源管理及数据传输机制关键技术研究[D];北京邮电大学;2007年
5 李茂胜;基于市场的网格资源管理研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 蔺源;基于用户行为的网格资源发现相关问题研究[D];北京交通大学;2011年
7 熊曾刚;集成P2P模式的网格资源发现模型、算法与任务调度研究[D];北京科技大学;2009年
8 唐阔;网格计算资源与任务的实时监测预报系统[D];吉林大学;2010年
9 车喜龙;基于计算智能的网格资源监测预报系统[D];吉林大学;2009年
10 周永利;基于效益驱动的制造网格资源管理和调度问题研究[D];国防科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 符晓青;改进的蚁群算法在网格任务调度中的研究[D];大连交通大学;2010年
2 夏国英;基于工作流的网格资源调度关键技术的研究[D];华东师范大学;2006年
3 刘懿;基于用户满意度和遗传算法的网格资源调度研究[D];重庆大学;2009年
4 吕昌国;基于BP算法的网格资源调度研究[D];哈尔滨理工大学;2007年
5 潘勋;网格环境中资源调度策略研究[D];燕山大学;2007年
6 尹影影;基于蚁群算法的网格资源调度研究[D];武汉理工大学;2008年
7 叶从欢;P2P-Grid模型及其环境下资源管理关键技术研究[D];电子科技大学;2005年
8 刘凯雄;基于计算经济的网格资源调度模型研究[D];长沙理工大学;2007年
9 韩勇;基于计算市场模型的网格资源调度算法研究[D];青岛大学;2006年
10 韩辉;一种基于博弈的网格资源分配策略[D];青岛大学;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978