论文研究-一种基于信任度的网格计算资源分配模型.pdf
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收稿日期: 2003-11-25; 修返日期: 2004-06-15
一 种 基 于 信 任 度 的 网 格 计 算 资 源 分 配 模 型
郭学理, 杨 慧, 何 鹏
( 武 汉大 学 计算 机学 院 网 络信 息中 心, 湖北 武 汉 430072)
摘 要: 针 对网 格计 算资 源管 理中 的资 源分 配问题 , 提出 了在 资源分 配过 程中 加入 安全 控制 和负 载 均 衡的 设 计
思想 , 使 整个 网格 计算 系统 具有 比较高 的运 行效 率和 安全 性。
关键 词: 服 务质 量; 网格 计算 ; 安全 ; 资 源分 配; 信 任度
中图 法分 类号 : TP393. 08 文 献标 识码 : A 文 章编 号: 1001-3695( 2005) 02-0093-03
A Trust-based Resource Allocation Model in Grid Computing Systems
GUO Xue-li, YANG Hui, HE Peng
( Network Information Center, School of Computer Science, Wuhan University, Wuhan Hubei 430072, China)
Abstract: Aiming at the problems about resource allocuting on resource management, advances a new design idea of adding
security controlling and load balancing during allocating resources, which promotes the running efficiency and security of the
grid computing system.
Key words: QoS; Grid Computing; Security; Resource Allocation; Trust
任务分配是并行和分布式 计算系 统中一 个不可 缺少的 组
成部分, 截至目前在这些 方面已 经进行 了大量 的研究 和实验,
并且得出了不少的理论模型和大量的实践结果。然而, 随着网
格计算的高速发展, 迫切需要研究出一些新的更加适合网格体
系结构的任务分配模型和算法。
本文把服务质量的概念有效地集成到资源管理子系统中,
服务质量对于不同的内容具有不同的意义, 这里所说的服务质
量是指待分配的任务与资 源之间 信任关 系的匹 配。在网格 计
算环境中, 更加迫切需要 提供最 好的服 务质量, 使任 务可以 更
好地使用远程资源。资源通常 可以为 应用任 务提供 多个级 别
的服务质量, 任务分配算法的目的就是综合考虑任务和服务质
量需求来更好地匹配任务和资源。
在文献[ 1] 中提 出了 在资源 分配 过程 中加 入安 全控 制 的
思想, 并发展其中一个切实有效的模型———基于信任度的资源
分配模型, 结合负载均衡的思想提出了一个适用于该模型的资
源分配算法。
1 相关工作
目前网格系统资源管理主要采用以下几种模型: 分级模型、
抽象拥有者模型和市场经济模型。分级模型是现在多数网格项
目中采用的资源管理模型, 这种模型利用调 度器、信息服 务器、
作业监控器等网 格服务 部件来 完成资 源的分 配、发现 和调 度。
抽象拥有者模型遵循订购和交货模式来完成资源管理。市场经
济模型在资源发现和调度过程中遵从市场经济模式, 将 用户对
资源的购买报价与各个资源所有者的服务报价进行匹配
[ 4]
。
三种模型中的任务分配算 法和很 多传统 分布式 算法有 一
个显著的共同点———把资源管 理和服 务质量 作为两 个独立 的
部分来处理, 分很多步骤来完 成对 QoS 的支持, 这样 就会给 整
个系统带来很大的不便和额外消耗, 从不同程度上降低了系统
的效率。
在新的资源分配模型下, 分配资源时充分考虑到资源提供
方与资源消费方 ( 任务 方) 之 间的 信任关 系, 并且 还要 综合 考
虑到负载均衡。这样既解决了资源管理子系统的上述问题, 又
保证了资源分配的低消耗和高安全性, 并且融合了负载均衡的
思想, 使整个网格计算系统具有比较高的运行效率和可靠性。
2 模型介绍
对于不同的对象, QoS具有不 同的 意义, 这 里的 QoS指 的
是网格计算系统中任务与 资源的 安全匹 配。 在网格 任务分 配
模型中, 不同 QoS请求级别的任务互相竞争资源。一 个无 QoS
要求的任务既可以 在高 QoS 支持 的 资源 上执 行, 也 可以 在 低
QoS支持的资源上执行。而高 QoS 请求 的任 务就 尽量 要分 配
到高 QoS支持的资源上执 行, 不 过也 有例 外情 况, 如当高 QoS
支持的资源有很多任务需要 执行但 低 QoS支 持的资 源却仍 然
空闲的时候。网格系统模型如图 1 所示。
图 1 网格 系统模 型
在图 1 中, 整个网格系统可以分为若干个网格域( Grid Do-
main) , 每个网格域都是一个可自治管理的个体, 这些个体又 由
两种虚 拟 域 组 成: 资 源 域 ( Resource Domain) 和 任 务 域 ( Task
Domain) 。网格域中有一个独立的管理单元 来管理它的一系列
资源和任务, 并且这个管理单元根据所在域的处理能力 设定一
个阈值, 作为它可以正常工作的等待队列长度的上限, 超过该阈
·39·第 2 期 郭学理等: 一种基于信任度的网格计算资源分配模型
网格计算系统
网格域 1
网格域 n
信任代理 1
资源域 1
信任代理 1
任务域 1
信任代理 i
资源域 i QoS 代理
任务域 j
信任代理 j
资源管理 1
资源管理 k
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