网格环境下多维QoS指导的任务调度研究

论文摘要

网格计算是近年来得到快速发展的广域网络计算技术。网格计算环境相对于一般网络计算环境来说有着更为复杂的特征,如存在多管理域和站点自治,系统的动态性、异构性和通信延迟的不确定性等问题。网格调度负责资源的协调与任务的调度,在网格环境里如何有效地实现任务调度是影响网格计算成功的最重要的因素之一。近年来,网格环境下服务质量（QoS）问题渐渐受到关注,提供非平凡的（nontrivial）服务质量成为网格的一大特征。调度问题的实质,一方面是尽量满足用户QoS需求,另一方面则要尽力优化系统吞吐率、资源利用率等系统性能指标。因此,在网格任务调度中提供QoS支持就成为网格系统是否能够提供非平凡服务质量的关键。本文围绕在网格任务调度中提供QoS支持这一问题,开展了以下研究工作:首先介绍了论文的研究背景,包括网格计算的概念、网格资源管理的概念以及网格任务调度在网格资源管理中的地位等;然后,较系统地综述了网格的体系结构及网格环境下的任务调度机制。其中,总结了网格任务调度的特点及目标;根据现有的研究状况对网格任务调度机制进行了分析;介绍了已有的调度系统;并指出在网格任务调度中引入QoS支持的意义。为了解决任务调度中多维服务质量要求的问题,本文提出了一种描述多维QoS的模型,并基于这一模型针对批调度提出了多维QoS指导的任务调度算法,该算法在优化系统性能的同时兼顾了用户多维QoS需求。模拟结果表明,多维QoS指导的批调度算法相对于传统Min-Min算法,系统吞吐率损失可以忽略不计,而用户满意度则平均提升了大约11%。在本文的最后,为了验证新算法在性能上的改善,采用了Gridsim工具包对所提出的算法进行实验仿真,通过与传统Min-Min调度算法的进行比较,表明这一算法在考虑多维服务质量的同时可以达到较好的系统吞吐量和用户满意度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 网格计算的概念及演变
• 1.2 网格资源管理
• 1.3 提供服务质量支持的网格任务调度研究
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 本文的组织结构
• 第二章 网格的体系结构
• 2.1 网格体系结构的概念
• 2.2 五层沙漏模型
• 第三章 网格环境下的任务调度机制
• 3.1 网格任务调度的特点及目标
• 3.2 网格调度模型
• 3.3 现有网格任务调度机制研究状况
• 3.4 现有网格调度系统介绍
• 3.5 提供QoS支持的网格任务调度问题
• 第四章 网格环境下服务质量的概念与描述
• 4.1 传统意义上服务质量的概念
• 4.2 网格环境下的服务质量需求
• 4.3 网格QoS的描述问题及其研究现状
• 第五章 提供服务质量支持的网格任务调度算法
• 5.1 网格调度问题描述
• 5.2 传统批调度算法
• 5.3 多维服务质量的数学模型
• 5.4 多维服务质量指导的Min-Min启发式调度算法
• 第六章 仿真实验
• 6.1 网格调度模拟工具
• 6.2 GridSim简介
• 6.3 模拟实验及结果分析
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文的工作总结
• 7.2 今后的研究工作
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果
• 致谢