面向網(wǎng)格計(jì)算的動(dòng)態(tài)容錯(cuò)服務(wù)策略及相關(guān)算法研究.pdf

1、網(wǎng)格計(jì)算突破了現(xiàn)有的計(jì)算限制，將分布的計(jì)算資源組織起來，充分利用了空閑資源，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算與工程應(yīng)用問題的協(xié)同解決，為用戶提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力，極大地推動(dòng)了科學(xué)研究和工程實(shí)踐的發(fā)展。然而，由于網(wǎng)格系統(tǒng)本身及其資源的高度動(dòng)態(tài)異構(gòu)性，網(wǎng)格計(jì)算平臺(tái)較傳統(tǒng)的計(jì)算平臺(tái)有更大的出錯(cuò)機(jī)率，故障的頻繁發(fā)生已成為困繞科學(xué)家、工程技術(shù)人員和網(wǎng)格用戶的主要問題之一。如何針對(duì)網(wǎng)格系統(tǒng)的特點(diǎn)，引入恰當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)機(jī)制，切實(shí)提高網(wǎng)格計(jì)算的可靠性和穩(wěn)定性，是網(wǎng)格界的

2、研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 本文基于相關(guān)研究成果的對(duì)比研究，總結(jié)了網(wǎng)格計(jì)算的容錯(cuò)需求，給出了一種動(dòng)態(tài)容錯(cuò)服務(wù)策略，并據(jù)此提出了相應(yīng)的自適應(yīng)錯(cuò)誤檢測(cè)算法、基于服務(wù)質(zhì)量的錯(cuò)誤處理服務(wù)選擇算法和高效的錯(cuò)誤恢復(fù)算法，分別是： ①根據(jù)網(wǎng)格計(jì)算的特點(diǎn)，總結(jié)了網(wǎng)格環(huán)境下的特殊容錯(cuò)需求；結(jié)合用戶的服務(wù)質(zhì)量要求，定義了網(wǎng)格環(huán)境下進(jìn)程錯(cuò)誤、處理器錯(cuò)誤和網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤等基本概念；建立了包括網(wǎng)格錯(cuò)誤檢測(cè)與網(wǎng)格錯(cuò)誤管理的動(dòng)態(tài)容錯(cuò)服務(wù)；給出了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)容錯(cuò)服務(wù)策略

3、。 ②針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境出錯(cuò)機(jī)率較大和已有錯(cuò)誤檢測(cè)算法不能有效滿足網(wǎng)格計(jì)算錯(cuò)誤檢測(cè)需求問題，提出了一套網(wǎng)格環(huán)境下的白適應(yīng)錯(cuò)誤檢測(cè)算法。根據(jù)網(wǎng)格系統(tǒng)的特點(diǎn)，基于不可靠錯(cuò)誤檢測(cè)思想，結(jié)合心跳策略和灰色預(yù)測(cè)方法，設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)心跳機(jī)制，給出了預(yù)測(cè)模型和實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)策略，并提出了基于該動(dòng)態(tài)心跳機(jī)制的網(wǎng)格進(jìn)程間錯(cuò)誤檢測(cè)算法；結(jié)合主動(dòng)網(wǎng)方法，提出了錯(cuò)誤檢測(cè)器的動(dòng)態(tài)層次式組織算法，從理論上分析了相關(guān)算法的性能。最后，通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了相關(guān)

4、算法的正確性和有效性。 ③針對(duì)檢測(cè)到錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，如何根據(jù)不同網(wǎng)格應(yīng)用程序需求選擇恰當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤處理服務(wù)問題。結(jié)合網(wǎng)格計(jì)算的特點(diǎn)，提出了一種基于服務(wù)質(zhì)量的錯(cuò)誤處理服務(wù)選擇算法。在給出幾種常用錯(cuò)誤處理技術(shù)的形式化定義基礎(chǔ)上，建立了可擴(kuò)展的網(wǎng)格錯(cuò)誤處理服務(wù)質(zhì)量模型。同時(shí)，將動(dòng)態(tài)的錯(cuò)誤處理服務(wù)選擇問題轉(zhuǎn)化為基于服務(wù)質(zhì)量的多屬性決策問題，建立了相應(yīng)的決策模型，并利用主客觀賦權(quán)模式確定各個(gè)服務(wù)質(zhì)量屬性的權(quán)重系數(shù)，彌補(bǔ)單純主觀或客觀賦權(quán)模式的不足

5、。在此基礎(chǔ)上，提出了基于服務(wù)質(zhì)量的錯(cuò)誤處理服務(wù)選擇算法，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的正確性和有效性。 ④針對(duì)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境下主機(jī)分布范圍廣、參與計(jì)算主機(jī)數(shù)量大、消息傳輸延遲大，傳統(tǒng)的錯(cuò)誤恢復(fù)方法不能有效滿足網(wǎng)格計(jì)算錯(cuò)誤恢復(fù)需求問題?；诨鼐礤e(cuò)誤恢復(fù)方法，結(jié)合消息日志協(xié)議，提出了可用于網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的自適應(yīng)錯(cuò)誤恢復(fù)算法。根據(jù)網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境各節(jié)點(diǎn)間的帶寬不固定且系統(tǒng)可能動(dòng)態(tài)發(fā)生變化，基于樂觀消息日志協(xié)議，設(shè)計(jì)了一種能夠隨網(wǎng)格系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化而

6、變化的自適應(yīng)樂觀消息日志協(xié)議。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)網(wǎng)格計(jì)算涉及的范圍廣、規(guī)模大等特點(diǎn)，建立了可擴(kuò)展的網(wǎng)格計(jì)算模型，提出了相應(yīng)的自適應(yīng)錯(cuò)誤恢復(fù)算法。最后，通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自適應(yīng)樂觀消息日志協(xié)議和錯(cuò)誤恢復(fù)算法的正確性和有效性。 綜上，本文針對(duì)網(wǎng)格計(jì)算的容錯(cuò)需求，提出了一套涵蓋動(dòng)態(tài)容錯(cuò)服務(wù)策略及相關(guān)算法的完整網(wǎng)格系統(tǒng)容錯(cuò)解決方案。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相關(guān)策略及算法是正確、有效的，可用于網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境下的容錯(cuò)處理，有利于提