网格环境下工作流任务的调度算法研究

论文摘要

网格是一个开放的、动态的互联网并行环境,用户可以从网格的任何地方向网格提交应用;网格资源、用户或者管理策略都可能随时间动态发生改变。因此,基于QoS的网格工作流任务调度算法是网格研究的重点之一。本文介绍了网格及网格工作流的基本概念,分析了当前比较流行的网格体系结构,着重研究了网格工作流生命周期中网格工作流执行阶段涉及的相关问题。论文基于网格QoS应用过程中抽象提取的相关QoS参数,对网格QoS的属性进行分类;并根据分类结果,分析设计了网格QoS的层次模型,研究了用户QoS需求描述方法与网格QoS映射机制;提出了一种扩展的QD-Sufferage调度算法,并将该算法与已有的工作流执行模型生成的就绪队列相结合,提出了一种工作流任务调度算法。实验验证表明,该算法在makespan和资源利用率等方面优于其他同类算法。论文提出的调度机制符合OGSA/WSRF标准,在Globus基础上构建面向网格服务的框架,提高了服务的通用性、可移植性,有利于实际网格调度系统的实现与开发。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 网格技术的发展
• 1.2.2 网格工作流的发展
• 1.2.3 网格QoS研究
• 1.2.4 网格工作流任务调度的研究
• 1.3 研究内容
• 1.4 内容组织与安排
• 第二章 网格资源调度关键技术研究
• 2.1 网格体系结构
• 2.1.1 基于计算网格的五层沙漏网格体系结构
• 2.1.2 开放网格服务体系结构
• 2.2 网格资源调度的重要性
• 2.2.1 网格任务调度系统的目标
• 2.2.2 网格任务调度相关算法介绍
• 2.3 网格资源调度中支持技术的研究
• 2.3.1 网格资源调用中必须考虑的问题
• 2.3.2 网络资源调用中支撑技术研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 网格工作流及调度问题研究
• 3.1 网格工作流技术概述
• 3.2 网格工作流面临的挑战
• 3.3 网格工作流生命周期
• 3.3.1 网格工作流定义阶段
• 3.3.2 网格工作流实例生成阶段
• 3.3.3 网格工作流执行阶段
• 3.4 网格工作流及其调度问题
• 3.4.1 工作流执行模型及分析
• 3.4.2 工作流就绪队列发现算法
• 3.5 本章小结
• 第四章 网格QoS分类及映射模型
• 4.1 网格QoS的分类及量化
• 4.1.1 网格QoS的分类
• 4.1.2 网格QoS参数的量化
• 4.2 网格QoS的分层模型
• 4.3 网格QoS的分层映射及规则
• 4.3.1 网格QoS的分层映射
• 4.3.2 网格QoS分层映射中的映射规则
• 4.4 本章小结
• 第五章 网格工作流中一种扩展的QD-Sufferage调度算法
• 5.1 基于QoS优先级分组的网格任务调度算法
• 5.1.1 问题的提出
• 5.1.2 基于QoS优先级分组的网格任务调度算法
• 5.2 面向任务优先级和Deadline的网格QoS任务调度算法
• 5.2.1 引入任务Deadline约束的调度思想
• 5.2.2 QD-Sufferage算法思想
• 5.3 网格工作流中一种扩展的QD-Sufferage调度方法
• 5.3.1 算法思想
• 5.3.2 相关参数定义与计算
• 5.3.3 算法描述
• 5.4 算法模拟和验证
• 5.4.1 GridSim简介
• 5.4.2 实验及结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 下一步研究方向和目标
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果