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《浙江大学》 2011年
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一类服务网格系统的分布式调度问题研究

陈迎迎  
【摘要】:在服务网格系统中,每个服务节点上可配置多种网格服务,网格用户可通过标准访问接口调用远端服务节点上的服务程序。由于服务资源可能不专用于网格服务,有时需优先满足资源本地用户的任务需求。同时,由于资源能力的不同,各服务节点对相同服务请求的响应时间有所不同。因此可通过调度,将服务请求从提交节点迁移到其他服务节点上执行以减小服务请求的响应时间。网格系统中服务节点具有异构、自治、和动态等特性,服务节点上的本地工作会延长节点对网格服务请求的响应时间,网格调度模型需综合考虑这些因素。由于网格具有分布性和扩展性,因此宜采用分布式调度系统实现最优调度。 本文以提供多种类型网格服务的服务网格系统为研究对象,以最小化所有网格服务请求平均响应时间为目标,基于概率参数和排队理论,建立服务网格系统负载最优调度问题及其负载转移的分布式实现方法。设计分布式协商算法,通过相邻节点间的协商,求解最优调度问题。为减少协商算法的收敛时间和服务请求转移次数,对服务节点间覆盖网络进行优化。整套任务调度方法在GridSim网格调度仿真环境中模拟执行。 本文研究内容有以下几方面: 1.建立提供多类型服务的服务网格系统中服务请求最优调度问题的优化数学模型,将一个单一类型网格服务扩展到多类型网格服务环境下,更符合实际网格中存在多类型服务的情况。建立服务节点间覆盖网络,通过邻节点间转移服务请求实现与集中式最优分配模式相当的性能。仿真证明在合理设计的覆盖网络中,服务请求只需转移少量次数,即可被某服务节点接受并处理。 2.提出一套可用于分布式求解带等式约束可分式优化问题(SCP)的协商式,并将其应用于服务网格系统最优调度问题求解。该协商式控制服务节点与其在覆盖网络中相邻节点的协商行为,服务节点只需在邻域内传递信息,经过数次协商之后即可得到最优调度问题的近似最优解。协商过程可中止于任何时间,此时将服务节点的任务接受速率设置为当前协商状态值,可令系统性能优于协商初期的性能。分布式求解算法使服务网格系统的服务请求调度过程回避了对中心计算节点的需求,具有可扩展性。 3.分析了覆盖网络对服务请求调度过程的影响,从两方面考虑了覆盖网络的优化问题。一方面重新安排服务节点在网络中的位置,定义服务节点最优排序问题,采用启发信息将节点依处理能力从大到小排序,并依次放置在网络中介数由高到低的节点上。仿真证明,在不改变拓扑结构的情况下,该排序方法可提升覆盖网络的性能。另一方面在最优对等网络模型(OSN)的基础上,针对平凡节点对协商过程的负面影响,提出双层对等网络模型(OSNA),将平凡节点置于低层位置,减少其对网络中其他节点的影响。仿真也证实了该模型的有效性。 4.讨论了覆盖网络的组建以及虚连接的建立方法等在实际应用中需处理的问题。扩展GridSim功能,建立服务网格系统仿真环境,模拟节点组织,节点协商,和服务请求转移等过程。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP393.09

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