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《国防科学技术大学》 2004年
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基于资源类型的非集中式网格资源发现方法研究

朱承  
【摘要】:网格是当前分布计算研究领域的热点。如同Web起源于共享物理实验数据的需求那样,网格的研究起源于现代科学探索中对于高性能计算机、大型数据库、昂贵科学仪器灵活共享的要求,它将属于不同管理域的异构资源灵活有效地组织起来形成虚拟组织,共同完成计算任务。网格概念中体现出来的灵活、按需的异构资源集成的思想非常符合人们对更高层次资源共享的需求,因而在更广泛的领域得到接受和发展。 网格研究的核心是网格资源管理,而网格资源发现则是网格资源管理中的一个基本组成部分,它为网格资源调度寻找满足应用需求的各种资源。与传统分布式系统相比,网格中集成的资源规模更大,种类更多,且分属于不同组织;参与网格的各结点往往拥有不同利益和资源管理策略。随着网格的进一步发展,集中式的资源发现方式将会出现性能瓶颈;而且由于信任和安全方面的原因,集中式的方式难以保证获取足够的资源信息支持应用对资源发现的需求。因此,适应网格发展需求的资源发现方式应该是不依赖集中和全局控制的非集中的方式,而且能够适应大规模、动态的网格环境。 目前网格系统中的资源发现基本上仍是集中式的。尽管在较新的版本中定义了标准的协议支持不同信息结点间资源信息的交互与流动,但对于信息结点之间如何进行组织、查询请求和资源信息如何在结点间扩散等并未作明确定义。另一方面,在目前研究中提出的各种非集中式网格资源发现方案中,网格系统的规模、动态性和资源发现效率之间的矛盾仍然没有被有效地克服。 本文围绕解决非集中式网格资源发现中网格系统的规模、动态性与资源发现效率之间的矛盾,做了以下几个方面的工作: 1.提出并设计了一种基于资源类型的非集中式网格资源发现方法RC 提出了按注册资源类型对网格信息结点进行分组形成社区的思想,并在此基础上提出并设计了基于资源类型的非集中式网格资源发现方法RC,通过将资源发现请求以及资源信息更新的扩散范围限制在相应社区来到达提高资源发现效率的目的。在RC方法的实现中,引入了一个基于分布式哈希表(DHT)的社区入口结点注册与查找网络——bootstrap网络。通过该网络,保证了社区的自组织以及社区间高效的消息转发。提出了一个非集中式网格资源发现的理论模型以及相应的性能分析指标,将RC方法与其它方法进行了理论分析和比较。 2.提出并分析了bootstrap网络上基于流言传播的负载均衡方法 基于DHT的bootstrap网络是RC方法在实现中的一个重要组成部分。针对bootstrap网络上可能出现的局部查找负载过重的结点,提出了基于流言传播的负载均衡方法。该方法利用了DHT P2P网络中的拓扑维护通信夹带传播“热点”社区的入口结点信息,使之快速散布到bootstrap网络上的各个结点,到达负载均衡的目的,且不引入额外的通信开销。针对这一方法进行的理论分析和仿真结果都
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