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《浙江大学》 2005年
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计算网格中任务管理的若干问题研究

黄昌勤  
【摘要】:计算网格是一种正在兴起的计算基础设施,它能协调地理上分布的各类资源为用户提供有效的一致访问,以满足虚拟组织VOs(Virtual Organizations)的需要。计算网格的巨大潜能正吸引者众多的研究者和工程人员研究其技术以支持跨域的协同工作。然而,网格系统呈现的性能因为资源竞争和任务不确定性等因素而高度动态变化,因此,网格资源调度和任务管理是计算网格中一个关键性的研究课题。在网格环境中,任务从提交给网格系统至任务结果处理过程完成,都一直处于网格任务管理系统的操控之下。由于网格的大规模、异构、动态、分布和自治等特性,使得任务管理变得更加复杂和难以有效实现。本研究以大规模科学和工程计算为背景,以计算网格为基础环境,对网格任务管理中的诸多问题进行了研究。文中所述研究皆得到了国家杰出青年基金项目(60225009)和国家863/CIMS主题资助项目(2002AA414070)的资助。 本文所提出的任务管理系统是MASSIVE(Multidisciplinary ApplicationS-oriented SImulation and Visualization Environment)工程的一部分,后者旨在构建面向多学科应用的模拟与可视化网格环境。任务管理系统共设置了8个功能模块,它们是任务创建、任务调度、任务执行、任务监视、性能预测、任务访问授权、任务管理授权和服务质量QoS(Quality of Service)管理。在整个任务管理体系结构设计中,充分考虑了其可用性和可扩展性。本研究主要是从任务调度、网格不确定性处理及QoS操纵、任务授权三方面展开的。 在任务调度的研究中,一个双组件双队列分布式调度模型D~3SM(a Dual-Component and Dual-Oueue Distributed Schedule Model)被提出,基于此模型,研究了两种调度策略以用来提高网格计算性能。它们分别是:任务与数据协同调度策略,传输与计算重叠策略。前者主要用来提高任务计算数据的命中率,后者通过迭合技术改善网络和计算资源的利用率。为了解决相依性任务的调度,XCIGS(An eXtended Communication-Inclusion Generational Scheduling)被设计,它利用DAG(Directed Acyclic Graph)图来分解相依性任务,在一个特定任务缓冲集BSI(a Buffer Set of Independent tasks)的辅助下,动态滞后相对独立性子任务的执行,且考虑了子任务间通讯开销,使得任务调度性能得到明显提高。针对无线网格环境,提出了一个关注资源间歇性和能耗的分层调度算法,它不仅能包容众多通用任务调度算法,而且通过建立含有能量消耗的调度目标函数而提高能量利用率,同时借助4条准则进行任务粗调度,减少了无线资源间歇性带来的性能影响。为了解决负载平衡和容错问题,基于D~3SM且运用了智能代理和冗余技术,使得调度器在实施任务调度的同时,能较好地胜任负载平衡和容错工作。 为了更好的应对网格环境的不确定性,对D~3SM调度模型进行了扩展以增加专门不确定性处理辅助部件。以扩展模型中各个模块的协作为基础,通过对全局调度器调度策略的修订来解决网络的不确定性;借助对次序调度策略实施调整而解决任务不确定性:依据控制已调度任务队列STQ(Scheduled Task Queue)的长度等3项措施来应对网格资源的不确定性。通过建模综合服务质量,设计了一个Qos驱动的可视化调度框架,同时,实施两种任务调度方法,对QoS进行可视化呈现/操控和建立适宜的后调度方案,达到了以用户为中心对网格服务质量进行有效管理的目的。 浙江大学博士学位论文 任务授权是网格基础设施中的重要挑战。在考虑社区策略的前提下,提出了 并行化子任务级授权服务PSAS(aP即傲llelized Subtask-level Authorization Serviee) 体系结构以满足权限的最小化原则,同时给出了柔性任务管理和上下文感知的动 态授权方法。通过解构可并行执行的任务、重新调整访问权限以实现权限的最小 化。通过对资源使用和任务管理设置多值策略和借助上下文代理进行权限集转 换,最终完成了动态授权。基于社区策略,实现了任务管理的社区属性。利用委 托机制完成对任务管理的授权委托。 关键字:计算网格,任务管理,任务调度,网格不确定性,服务质量操纵, 负载平衡,容错,任务授权,管理委托
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP393

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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3 宋楠;赵忠文;戴迎春;王波;;基于双级反馈信任度的网格资源调度[J];装备指挥技术学院学报;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 宋楠;赵忠文;戴迎春;王波;;基于双级反馈信任度的网格资源调度[A];第十六届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李春泉;SMT产品制造网格若干关键技术研究[D];上海大学;2007年
2 臧雪柏;面向汽车驾驶模拟器的网格计算关键技术研究[D];吉林大学;2009年
3 亓雪冬;基于地震资料偏移成像的计算网格研究及应用[D];中国石油大学;2009年
4 陶永才;网格环境下作业可靠调度机制的研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王瑞军;网格计算中任务调度算法的分析和研究[D];北京化工大学;2011年
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3 李伟;基于合作博弈的网格资源调度模型研究[D];吉林大学;2007年
4 白斌;数字有机体任务调度的研究与实现[D];电子科技大学;2008年
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6 许玉杰;基于信任模型的数据网格任务调度算法研究[D];大连海事大学;2010年
7 宋红杰;基于Service Broker的分布式系统的设计与实现[D];北京化工大学;2010年
8 段钢;数字有机体辅助节点的实现[D];电子科技大学;2009年
9 冯静;基于网格的远程协同故障诊断系统任务调度机制的研究[D];合肥工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【共引文献】
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9 颜洪梅;战守义;杨方廷;;一种基于工作流面向服务的分布式远程协同仿真系统[J];北京理工大学学报;2006年05期
10 奉国和;高波;;网络环境下信息资源共享技术研究[J];图书与情报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 王全民;王靓;许智宏;;网格环境中基于蚁群算法的批量任务调度的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
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6 夏靖波;刘颖;李娜;;一种新的基于融合证书的网格安全认证策略[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
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8 赵正德;王晓华;石秀丽;;网格工作流模型和协同机制的研究与实现[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
9 颜桐;李巍;李云春;;计算网格环境下以QoS为指导的启发式任务调度[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
10 张英俊;谢斌红;陈立潮;;基于Agent的Web服务事务处理模型研究[A];2006年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(三)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 陈海勇;网格作业调度关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
4 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
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6 李源惠;面向航运的信息服务网格关键技术研究[D];大连海事大学;2011年
7 罗永红;无缝运输信息网格的若干关键技术研究[D];中南大学;2011年
8 龙军;基于信任感知与演化的服务组合关键技术研究[D];中南大学;2011年
9 刘民岷;基于网格计算的分布式仿真关键问题研究[D];电子科技大学;2011年
10 张恺;基于DEA和多元智能的教育信息管理理论与模型研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王欢;基于网格制造的焊接车间信息集成系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 盖鲁燕;基于有机计算的网格系统QoS衰退问题关键技术的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
3 伍小聪;网格资源调度研究及科学数据平台的应用[D];长春理工大学;2010年
4 杨勃;基于OGSA-DAI的异构数据源集成研究[D];郑州大学;2010年
5 王文聿;网格计算环境下基于ASP的客户关系管理模式研究[D];上海外国语大学;2010年
6 牛庆建;基于遗传算法多目标P2P任务调度策略研究[D];大连理工大学;2010年
7 董峰;基于资源匹配度的P2P动态任务调度策略研究[D];大连理工大学;2010年
8 申安来;网格环境下资源发现决策支持算法研究[D];辽宁师范大学;2010年
9 康件丽;网格服务质量评价与服务组合的研究[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋瑜;基于军网的武器装备远程监测诊断系统的构建[J];兵工自动化;2000年04期
2 张萌;;一种基于网格服务质量的柔性预留机制[J];大连理工大学学报;2005年S1期
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10 马在田;高阶方程偏移的分裂算法[J];地球物理学报;1983年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 曾纪国;熊坚;;驾驶模拟器汽车动力学模型的设计及实现[A];中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐向纮;网络化制造的若干理论与方法研究[D];浙江大学;2002年
2 潘铁军;虚拟企业过程集成中几个关键问题的研究[D];浙江大学;2001年
3 赵东;网格计算环境中若干关键技术的研究[D];电子科技大学;2003年
4 程大涛;基于共生理论的企业集群组织研究[D];浙江大学;2003年
5 张志伟;面向对象异步通信中间件的研究与实现[D];国防科学技术大学;2004年
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9 王金栋;数据流系统中负载管理技术应用研究[D];南京航空航天大学;2006年
10 刘亚杰;P2P流媒体内容分发关键技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈德栋;消息中间件消息可靠传输机制的实现[D];电子科技大学;2002年
2 李晓剑;消息队列中间件技术及MSMQ应用研究[D];武汉理工大学;2002年
3 邢亮亮;汽车动力学及ABS系统的计算机仿真研究[D];西北工业大学;2002年
4 高山;组件化FMS远程诊断系统研究与应用[D];西北工业大学;2004年
5 徐恒;面向网格计算的汽车动力学实时仿真虚拟系统框架开发[D];吉林大学;2004年
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8 王桂静;协同工艺设计与管理技术研究与实现[D];西北工业大学;2005年
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10 付长俊;基于Globus的网格服务实现及Condor计算环境的性能分析[D];北京化工大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 李春泉;蔡续;;SMT产品制造网格运行机制的研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2010年01期
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3 王景华;张建军;徐娟;杨海明;;基于分布式Agent的网格任务调度模型研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年02期
4 王彦伟;李春泉;杨宝业;;一种支持热部署的制造网格协同平台设计[J];机床与液压;2011年15期
5 陶永才;石磊;;可靠的网格作业调度机制[J];计算机应用;2010年08期
6 邱柏卫;胡春明;;网格服务工作流调度研究[J];微计算机信息;2009年33期
7 张建军;赵佛晓;吴宗彦;张利;徐娟;;网格环境下故障诊断资源建模研究[J];组合机床与自动化加工技术;2010年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 栾翠菊;计算网格环境中任务管理的研究[D];浙江大学;2006年
2 谢晓兰;制造网格若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 吴宗彦;基于网格的远程协同诊断系统的研究与实现[D];合肥工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王莉;路由交换机故障诊断系统的检测驱动设计与实现[D];西南交通大学;2011年
2 王予津;基于网格技术的数控机床性能分析研究及应用[D];河南科技大学;2009年
3 姚鑫;基于域信任的自适应网格工作流调度算法[D];华中科技大学;2011年
4 余小勇;车辆训练模拟系统仿真中的HLA技术研究[D];浙江大学;2012年
5 张桢夏;面向网格应用的检查点技术的研究[D];浙江大学;2006年
6 赵佛晓;诊断网格环境下诊断资源建模及其发现机制研究[D];合肥工业大学;2010年
7 冯静;基于网格的远程协同故障诊断系统任务调度机制的研究[D];合肥工业大学;2010年
8 邢常振;基于虚拟计算环境的元调度器研究[D];中国石油大学;2010年
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10 李永锋;网格环境下数值天气预报的关键技术研究[D];江西理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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3 李伟,徐志伟;一种网格资源空间模型及其应用[J];计算机研究与发展;2003年12期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 孙鹏文;左正兴;冯慧华;蒋元广;;分布式仿真协作机制的研究与实现[J];计算机工程;2006年03期
8 柴毅;向丽芹;史晶晶;;基于三维视景的火箭飞行安控系统的任务管理[J];计算机仿真;2006年04期
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6 赵赫;;大型ERP项目的实施管理[A];2001年中国管理科学学术会议论文集[C];2001年
7 唐群章;吴了泥;;固定翼飞行器系设计报告[A];2004中国空中机器人大赛论文汇编[C];2004年
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9 张凌;申继亮;唐丹;;执行功能的年龄差异及其在工作记忆老化中的作用[A];第十届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2005年
10 罗军;都基焱;;基于HLA的TUAV侦察运用仿真研究[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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5 武树斌;BACnet互联网的网络管理和服务质量研究[D];华中科技大学;2006年
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2 艾生菊;基于J2EE的网络管理系统中链路割接任务管理模块设计与实现[D];北京交通大学;2011年
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4 荣秀君;任务管理关键技术研究及系统开发[D];西北工业大学;2004年
5 冯进国;星上嵌入式实时ACOS任务管理研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
6 范玉超;嫦娥卫星数据接收站监控与任务管理软件设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
7 齐云菲;基于可视化技术的卫星数据处理任务管理系统设计与实现[D];南京理工大学;2013年
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9 王后明;云计算平台中的任务管理机制研究[D];北京邮电大学;2012年
10 付杨;基于Java的任务管理及员工考勤系统的设计与实现[D];东北大学;2012年
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