论文研究-网格任务调度机制的研究 .pdf

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网格任务调度机制的研究,薛胜军,李力,由于资源具有异构、动态等特性,计算网格环境下的调度就成了一个非常复杂且具有挑战性的问题。本文首先介绍网格任务调度的研究现
中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn (2)达代和松散耦合的并行任务,如果先前任务执行情况信息可知,那么应用可以对当前 的任务调整调度策略。 23基于预测的方法 网格应用最常使用的資源是计算、数据和网终资源。对于网络资源我们很容易地可以 获得机器的静态资源信息,如CPU的频率、內存的大小、网络的带宽和文件系统的类型等。 但是资源的实时信息,如CPU负载、可用内存的大小和可用的网络带宽等信息却难以准确地 获得。因此在做调度决策时,能杏准确地预测资源的可用情况对网格应用的效率至关重要。 在预测时,是基于先前资源可用情况信息和任务执行情况的信息进行分析的在这一过程中, 可以应用不同的静态预测技术。 24基于经济模型的调度 当我们把网格看作一个分散的系统时我们可以将调度的过程也分散进行。在分散调度 中,市场经济理论是适用的,因为在本质上市场也是一个竞争资源的分散的动态系统。在市场 中价格是操作中唯一考虑的因素。如果生产者(资源)和消费者(应用任务)之间的价格策略 已定,在调度过程中使用价格可以大大降低通信代价。当前山冋市场的程序模型是基于丬衡 理论的,只要给出一些假设,平衡理论可以转化为最优化问题,而最优化问题是调度中所需要 解决的。平衡理论能保证全局均衡的优点使它成为寻找资源调度最佳方案的可行途径 综上所述,当前对网格任务调度已经有较多研究,但是在具体的应用环境选用适用的任务 调度算法是很有必要的 3.网格任务调度模型的设计 31模型的设计目标 (1)模型能够适应网格中资源的动态变化。这些资源包括CPU资源,冇储资源,冈络资 源及各和实时资源。模型能及时的得到网格中各种资源的最新信息,并能处理对资 源的访问控制6。 (2)模型所使用的调度策略是吋以扩展的。可以根据实际的环境动态的选择调度策略。 (3)模型能够保证对大量任务的有效处理 32一种新的网格任务调度模型 根据模型的设计目标,得到如图2所示的系统框架。 中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn 用户 用户(User) ser 第一层 任务分析模块 第二层 调度管理模块 第三层 任务分配模块 实时监控模块 资源 瓷源 图2刈格任务调度模型 如图2所示,整个调度模型对外有一致的接口,用户通过这个统一的接口将任务的信息 提交给调度系统的任务分析模块。图中的箭头是系统内部的数据流。 该网格任务调度模型分为3层,且每一层都完成各自的功能,且为上一层提供服务。下 面从自顶向下的顺序分别介绍它们: (1)最高层是任务分析模块。它收集从各个用户提交的任务信息,包括任务完成时间、 任务之间的依赖关系、內络延时等,然后分析并统计这些信息,将结果传送给第二 层的调度管理模块。 (2)第二层是调度管哩模块。第步,它从上层的任务分析模块得到各和任务的相关信 息,并从第三层的实时监控模垬和任务分配模块中分别获得资源的可用信息(资源 的信息是实时更新的)以及已分配任务的反缋信息;第步,它选择合适的调度策 略,根据第一步所得到信息,将调度的结果传送到第三层的任务分配模块 3)第三层包括两个模,分别是任务分配模块和实时监控模块。 ≯任务分配模块将严格实行调度管理模垬的调度结果,将任务提交到各和资源上 去执行,另外,它将已分配任务的情况反馈给第二层的调度管理模块。 ≯实时监控模块将周期地获得在网格中各个资源的相关信息。并将最新的资源统 计信息传递给第三层的调度管理模块。 这里的资源是指网格中节点计算机中的资源,为了使实吋监控模块能获得网格中各 中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn 个资源的统计信息,需要各个节点计算机周期性地把它们各自的资源信息传递给实时监 控模块,如图3所示,每个节点计算机中都运行一个代理进程( Agent Process),该进 程的作用就是利用一个公共接口将节点本身的资源信息通过网终发送给调度系统中的 实时监控模块。这些资源信息包括:该节点的CPU使用率、可用内存量、磁盘使用率、 进程数目等。实时监控模块的存在实现了调度模型设计目标的第一点,即模型能够适应 网格中资源的动态变化。 网格任务调度系统 网络传输 实时监控模块 大 代理进程 (Agent Process) 节点计算机 图3节点计算机的代理进程 在调度箮理模玦中,冬种调度策略是可以选择的,如果选择了静态调度策略,可以 进一步选择用于该策的算法,比如遗传算法(GA)、 Max-min算法、Min-min算法等, 当然该模块支持用户动态的添加或删狳调度策略以及实现该策略的算法,这样的举措使 调度策略冇很好的拓展性,实现调度模型设计目标的第二点。 任务分析模块对用户提交的任务信息分析并优化,使得能保证大量任务能得到有效 的处理,实现了调度模型设计目标的第三点。 4.结束语 冈格调度是网柊研究中非常重要的一部分,我们首先介绍了网格调度的研究现状,然后 探索性的提出一和网格任务调度的模型,下一步研究可以从下血两个方面开展:(1)用闷格 仿真工只验证该模型的可实施性:(2)在验证其可实施的情况下,在真实的网格环境中实现 它 中国技记又在线 http://www.paper.edu.cn 参考文献 [l]蔡皖东.计算机网络技术[Ⅵ].西安:西安电子科技大学出版社,1999 [2]lan Foster, Carl Kesselman. The Grid 2: Blueprint for a New Computing Infrastructure [M]. Beijing Electronics Industry, 2004 [3]段立荣,曹礼宇网格中任务调度机制研究[山西科技.20065p58-61 [4]张铷峄,李毓麟.基丁进化算法的网格计算资源管理调度系统[J计算机工程,2003,29p45~48 [5]刘ˉ萌,舒勤基于 Bargain经济模型的网格资源交易管理算法[]计算机工程与应用,2004,14p7~81 [6]周维,岁汘阎保屮.以策峂为机制的恻格任务调度模型研究[.计算机工程.2007.7:p89~91 The research of Task Scheduling in Grid Computing Xue sher College of Computer Science Technology, Wu Hlan University of Technology, Wuhan(430063) Abstract Since the resource has the characteristics of dynamics and heterogeneous. task scheduling becomes a rery complicate and challenging problem in the grid computing. In this paper, we firstly introduce the status quo of the research in Task scheduling, and analyze the principle of the algorithm used in task scheduling. then we put forward a model dealing with task scheduling exploringly Keywords: Grid, Tasks schedule model, agent process 作者简介 薛胜军,男,1956年生,汉族,博十生导师,教授,主要硏究方向计算机网终、计算机支 持的协同工作、人工智能、智能交通(IS) 李力,男,1984年生,汉族,硕上研究生,主要饼究方向网格计算,单位:武汉理工大学 计算机学院。

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