網(wǎng)格環(huán)境下提供服務(wù)質(zhì)量支持的任務(wù)調(diào)度研究.pdf

1、網(wǎng)格計(jì)算是近年來得到快速發(fā)展的廣域網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)。網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境相對(duì)于一般網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境來說有著更為復(fù)雜的特征，如存在多管理域和站點(diǎn)自治，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、異構(gòu)性和通信延遲的不確定性更高等。 網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)資源、調(diào)度作業(yè)，在網(wǎng)格環(huán)境里如何有效地實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度是影響網(wǎng)格計(jì)算成功的最重要因素之一。近年來，網(wǎng)格環(huán)境下服務(wù)質(zhì)量(QoS)問題漸漸受到關(guān)注，提供非平凡的(nontrivial)服務(wù)質(zhì)量成為網(wǎng)格的一大特征。調(diào)度問題的實(shí)質(zhì)，一方面是盡

2、量滿足用戶QoS要求，另一方面則要盡力優(yōu)化系統(tǒng)吞吐率、資源利用率等系統(tǒng)性能指標(biāo)。因此，在網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度中提供QoS支持就成為網(wǎng)格系統(tǒng)是否能夠提供非平凡服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵。 網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度中提供QoS支持的研究主要有兩個(gè)方面的難點(diǎn)：一個(gè)是如何描述和度量網(wǎng)格QoS；另一個(gè)是如何在調(diào)度中引入對(duì)網(wǎng)格QoS的支持。網(wǎng)格環(huán)境下的任務(wù)調(diào)度分為在線調(diào)度和批調(diào)度(離線調(diào)度)兩種方式，在線調(diào)度算法以優(yōu)化用戶需求為調(diào)度目標(biāo)，批調(diào)度以優(yōu)化系統(tǒng)需求為調(diào)度目標(biāo)：因

3、此，在調(diào)度中引入QoS支持應(yīng)根據(jù)調(diào)度方式的不同有所區(qū)別。 本文圍繞在網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度中提供QoS支持這一問題，開展了以下研究工作： 首先介紹了論文的研究背景，包括網(wǎng)格計(jì)算的概念、網(wǎng)格資源管理的概念以及網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度在網(wǎng)格資源管理中的地位等； 然后，本文全面地綜述了網(wǎng)格環(huán)境下的任務(wù)調(diào)度機(jī)制。其中，總結(jié)了網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度的特點(diǎn)及目標(biāo)：根據(jù)現(xiàn)有的研究狀況對(duì)網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了分析；介紹了已有的調(diào)度系統(tǒng)；并指出網(wǎng)格任務(wù)調(diào)度中引入

4、QoS支持的意義。 在本文的第三章，提出了基于層次的網(wǎng)格QoS描述方法。由于網(wǎng)格QoS在不同層次上的表現(xiàn)形式大相徑庭，本文從應(yīng)用、系統(tǒng)、資源這三個(gè)層次來看待基于QoS的網(wǎng)格資源管理，提出了從網(wǎng)格應(yīng)用層、虛擬組織層、資源設(shè)備層這三個(gè)層次的網(wǎng)格QoS描述方法，并展現(xiàn)了三個(gè)層次的QoS之間的映射關(guān)系。 隨后，為了解決任務(wù)調(diào)度中多個(gè)性能目標(biāo)情況下的QoS度量問題，在基于層次的QoS描述方法的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步提出了一種QoS度量

5、方法，該方法將虛擬組織層各類QoS定量地描述出來，并與應(yīng)用層用戶滿意度相聯(lián)系，從而解決了網(wǎng)格QoS的統(tǒng)一度量問題。 之后，基于層次化的網(wǎng)格QoS描述與度量方法，本文的第四章分別針對(duì)在線調(diào)度和批調(diào)度提出了提供QoS支持的任務(wù)調(diào)度算法，使得在線調(diào)度能夠綜合性地考慮用戶QoS需求，也使得批調(diào)度在優(yōu)化系統(tǒng)性能的同時(shí)兼顧了用戶QoS需求。模擬結(jié)果表明，提供QoS支持的在線調(diào)度算法在系統(tǒng)吞吐率與傳統(tǒng)MCT算法平均相差8％的情況下，用戶滿意度

6、有平均44％的提高：而提供QoS支持的批調(diào)度算法相對(duì)于傳統(tǒng)Min-Min算法，系統(tǒng)吞吐率損失可以忽略不計(jì)，而用戶滿意度則平均提升了17％。 在本文的最后給出了網(wǎng)格模擬器GridQoS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。GrjdQos網(wǎng)格模擬器是基于GridSim模擬器的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，該模擬器能夠模擬網(wǎng)格用戶、網(wǎng)格任務(wù)、網(wǎng)格資源、網(wǎng)格信息系統(tǒng)等實(shí)體以及實(shí)體間的通信交互；同時(shí)，該模擬器提供對(duì)Qos描述的支持并提供對(duì)在線調(diào)度、批調(diào)度的模擬。該模擬器有效地解