移動網(wǎng)格中基于時間優(yōu)化的任務(wù)調(diào)度研究.pdf

1、網(wǎng)格將網(wǎng)絡(luò)上分散在不同部門的資源組織在一起，構(gòu)成一臺虛擬的超級計算機，實現(xiàn)異構(gòu)資源的全面共享和協(xié)同解決問題。它充分利用了網(wǎng)絡(luò)上的閑置資源，提高了資源的利用率。而移動網(wǎng)格是近年來興起的新技術(shù)研究熱點，它是在傳統(tǒng)固定網(wǎng)格中加入移動設(shè)備，如移動電話、PDA、Laptop等構(gòu)成，是移動計算技術(shù)與網(wǎng)格技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。在移動網(wǎng)格中，目前大多數(shù)研究都是將移動設(shè)備作為與網(wǎng)格系統(tǒng)交互的接口，用戶通過移動設(shè)備向網(wǎng)格請求服務(wù)，利用網(wǎng)格資源來完成任務(wù)，并從網(wǎng)

2、格中獲得任務(wù)執(zhí)行結(jié)果；但隨著移動設(shè)備性能的不斷增強，移動設(shè)備也逐漸作為網(wǎng)格的資源參與到網(wǎng)格任務(wù)中，作為網(wǎng)格服務(wù)的提供者，本文重點研究后者。
　　 現(xiàn)有的網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度算法要么只為實現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行時間最小，要么只為達(dá)到能量消耗最少，基于時間和能量同時考慮的算法研究不多。在移動網(wǎng)格中，移動資源具有能量受限和移動性等特征，在調(diào)度算法中有必要在能量優(yōu)化的同時也考慮時間優(yōu)化。在研究移動網(wǎng)格自身以及現(xiàn)有調(diào)度算法特征的基礎(chǔ)上，基于移動網(wǎng)格資源多方面

3、約束，本文將能量優(yōu)化放在移動資源管理模型中考慮，而任務(wù)調(diào)度算法的主要目標(biāo)是實現(xiàn)時間優(yōu)化。
　　 本課題的主要研究工作及創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 1)移動資源管理模型的研究。移動網(wǎng)格系統(tǒng)不適合采用單一的集中式管理模式，因為集中式管理容易引起單點故障；而全分散式需要各個資源之間頻繁的通信，消耗移動資源大量的電池能量，因此也不可取。移動網(wǎng)格中資源不會一直停留在某個固定位置，但是它注冊的服務(wù)在一段時間內(nèi)是不變的，基于移動

4、網(wǎng)格這兩個方面的特征，本文提出一種新的網(wǎng)格資源管理模型——三層組織模型。該模型的特征表現(xiàn)在兩個方面：一是盡量減少移動資源不必要的能量消耗，如位置更新和查找工作由專門代理完成；二是實現(xiàn)移動設(shè)備與其注冊的服務(wù)分離，即所有移動設(shè)備注冊的服務(wù)都組織在資源信息層，資源選擇和任務(wù)調(diào)度都在該層進(jìn)行，而移動資源的實際物理位置對于調(diào)度者來說是透明的。
　　 2)根據(jù)資源移動的局部性特征，提出利用帶閥值的指針推進(jìn)策略對移動資源的位置進(jìn)行管理。該策略

5、一方面能減少頻繁地進(jìn)行位置更新帶來的能量消耗；另一方面能減少任務(wù)調(diào)度時查找資源的時間。
　　 3)深入分析Min-Min算法在移動網(wǎng)格應(yīng)用中的不足之后，提出一種新的基于時間優(yōu)化的移動網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度算法，即MG-Min-Min算法，目標(biāo)是實現(xiàn)任務(wù)調(diào)度完成時間的最小化。算法中重新定義Makespan為任務(wù)提交時資源查找時間+任務(wù)執(zhí)行時間+任務(wù)執(zhí)行后的資源查找時間，忽略網(wǎng)絡(luò)傳輸時間。算法中考慮到移動資源能量有限，在任務(wù)完成時，由分配任務(wù)

6、時的域代理主動發(fā)送移動代理去尋找目標(biāo)資源并取回任務(wù)執(zhí)行結(jié)果，這樣節(jié)省了移動資源發(fā)送任務(wù)執(zhí)行結(jié)果的能量和時間消耗。
　　 4)對移動網(wǎng)格仿真的研究。分析了典型的網(wǎng)格仿真工具及其特點并選擇NS2作為本研究的仿真平臺，對典型Min-Min算法和本文提出的MG-Min-Min算法進(jìn)行仿真，通過幾組對比實驗，對這兩種算法從多角度進(jìn)行分析和比較，結(jié)果證明本文提出的MG-Min-Min算法在移動網(wǎng)格中的優(yōu)越性。本論文得到了國家自然科學(xué)基金(批