基于能量?jī)?yōu)化的網(wǎng)格資源調(diào)度算法研究.pdf

1、網(wǎng)格計(jì)算是近年來(lái)逐漸興起的一種Internet計(jì)算模式，其目的是為了在分布、異構(gòu)、自治的網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境上構(gòu)造動(dòng)態(tài)的虛擬組織，并在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)跨自治域的資源共享和資源協(xié)作，有效的滿(mǎn)足面向互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜應(yīng)用對(duì)大規(guī)模計(jì)算能力和海量數(shù)據(jù)處理的需求。傳統(tǒng)的資源調(diào)度算法能很好的滿(mǎn)足上述目標(biāo)，但近年來(lái)隨著Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的快速發(fā)展和其在網(wǎng)格中的廣泛應(yīng)用，能量消耗問(wèn)題在網(wǎng)格資源調(diào)度中的重要性逐步增加。比如，在A(yíng)d Hoc網(wǎng)格中，資

2、源節(jié)點(diǎn)的能量?jī)?chǔ)量都是有限的，在實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度過(guò)程中，能量約束是一個(gè)不可忽視的因素。另外，近年來(lái)數(shù)據(jù)密集型網(wǎng)格應(yīng)用不斷增多，比如高性能物理研究、天體研究、天氣預(yù)報(bào)等，這些應(yīng)用都是建立在高性能數(shù)據(jù)網(wǎng)格之上的。高性能數(shù)據(jù)網(wǎng)格具有計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，能量消耗大等特點(diǎn)。因此，尋求一種基于能量?jī)?yōu)化的網(wǎng)格資源調(diào)度算法成為網(wǎng)格資源調(diào)度領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。 本文主要考慮能量以及完成時(shí)間兩大QoS約束條件，提出了一個(gè)基于能量?jī)?yōu)化的網(wǎng)格資源調(diào)度模型，并在此基礎(chǔ)

3、上提出改進(jìn)的網(wǎng)格資源調(diào)度算法。 本文所做的主要研究及創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1）針對(duì)異構(gòu)環(huán)境下資源具有多樣性這一特點(diǎn)，在調(diào)度模型中加入了能量資源這一資源類(lèi)型，傳統(tǒng)的資源調(diào)度算法中的資源主要包括：計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源，硬件資源等，而對(duì)于能量資源的研究很少，然而能量資源在網(wǎng)格中已經(jīng)越來(lái)越普及。 2）在網(wǎng)格資源調(diào)度中考慮能量約束，提出一個(gè)能量消耗子模型。該模型將資源調(diào)度過(guò)程中的能量消耗定義為任務(wù)執(zhí)行能耗

4、和網(wǎng)絡(luò)通信能耗，將能量消耗因素作為一個(gè)約束條件考慮到資源調(diào)度中。如何使調(diào)度過(guò)程中的能量消耗最優(yōu)化將作為本文研究的首選目標(biāo)。 3）在考慮能量約束的同時(shí)，考慮任務(wù)完成時(shí)間約束，提出一個(gè)時(shí)間子消耗模型。實(shí)現(xiàn)任務(wù)完成時(shí)間的優(yōu)化解決了在調(diào)度過(guò)程中能量消耗最優(yōu)所帶來(lái)的負(fù)載均衡問(wèn)題，避免了網(wǎng)格任務(wù)只是選擇能量消耗低的資源進(jìn)行調(diào)度。 4）在任務(wù)完成時(shí)間優(yōu)化和能量?jī)?yōu)化的基礎(chǔ)上，本文提出一個(gè)網(wǎng)格資源調(diào)度算法E_sufferage。該算法實(shí)現(xiàn)

5、了網(wǎng)格異構(gòu)環(huán)境中網(wǎng)格資源調(diào)度的能量最優(yōu)化，在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中綜合考慮能量消耗代價(jià)和時(shí)間消耗代價(jià)，實(shí)現(xiàn)能量消耗值最小。根據(jù)算法特點(diǎn)對(duì)網(wǎng)格仿真工具Gridsim進(jìn)行了改進(jìn)，將算法E_sufferage調(diào)度算法在GridSim上進(jìn)行了仿真研究，從實(shí)驗(yàn)研究的角度驗(yàn)證了該算法理論的正確性和可行性。 總之，以上研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)解決了網(wǎng)格資源調(diào)度過(guò)程中的能量消耗問(wèn)題。與傳統(tǒng)的啟發(fā)式調(diào)度算法相比，算法E_sufferage實(shí)現(xiàn)了能量消耗的最優(yōu)化，