RTAI下动态集成的资源预留调度器的设计与实现

近年来基于双内核架构增强Linux操作系统实时性的RTAI(Real-Time Application Interface)在工业控制等硬实时领域得到广泛应用。RTAI通过抢占Linux的执行来保障硬实时性,Linux被抢占的时间依赖于硬实时应用的处理器要求而每次均会有较大不同,导致Linux的执行时间不可预测,从而无法保障软实时应用的服务质量。动态集成的资源预留调度器(Dynamic Integrated Resource Reserved Scheduler,DIRRS)通过增强RTAI调度器使其支持资源预留机制,在Linux实现可动态集成的、基于服务器的调度策略,不但可以保证Linux及其以上的软实时应用,即使在有硬实时任务并发时也能得到处理器资源,而且很容易通过更换不同的服务器内核模块来实现用户自定义的调度策略。     

虚拟化云计算数据中心资源节能调度算法研究

针对当前云计算数据中心资源调度过程耗时长、能耗高、数据传输准确性较低的问题,提出基于VR沉浸式的虚拟化云计算数据中心资源节能调度算法。构建云计算数据中心资源采样模型,结合虚拟现实(virtual reality,VR)互动装置输出、转换、调度中心资源,提取中心资源的关联规则特征量,采用嵌入式模糊聚类融合分析方法三维重构中心资源,建立虚拟化云计算数据中心资源的信息融合中心,采用决策相关性分析方法,结合差异化融合特征量实现对数据中心资源调度,实现虚拟化云计算数据中心资源实时节能调度。仿真结果表明,采用该方法进行虚拟化云计算数据中心资源节能调度的数据传输准确性较高,时间开销较短,能耗较低,在中心资源调度中具有很好的应用价值。     

应用预留资源进行补偿的无线网络公平调度算法的探讨

提出了一种结合预留资源进行补偿的无线公平调度算法.当系统呼叫切换频率很低时,将预留资源的空闲部分中的一部分用于补偿,以提高系统的资源利用率;当系统呼叫切换频率很高时,进行补偿的业务流均为那些获得额外服务的业务流,本算法应用在系统呼叫的切换频率很低的情况下,可以充分利用频带资源的优势.     

Linux实时调度方案的设计与实现

作为一个分时系统，Linux的设计目标为提高吞吐率和平均响应时间，因此采取了基于时间片的调度策略，显然这种机制无法保证实时任务得到及时响应和调度．为了改进Linux操作系统的实时性能，探讨了基于Linux的实时操作系统RFRTOS中的实时调度机制．实验验证，所做改进有效地提高了Linux的调度精度，满足了软实时方面的需求．     

网络虚拟化中虚拟资源调度算法研究

为了维护物理节点的负载均衡以提高资源的利用率,本文通过简单的装箱问题探讨了虚拟机与物理机的关系,在动态资源分配的过程中,主要研究了Bin Packing系列算法,细化并实现了其中的四种算法BF,FF,WF,NF。改进了BF,FF算法,通过Matlab对四种算法和改进的BF,FF算法进行了仿真和比较,验证了虚拟资源调度算法对负载均衡的积极意义。     

嵌入式虚拟化技术

计算机系统虚拟化技术是IT领域近几年的热点技术。虚拟化技术的下一步发展方向是嵌入式系统。嵌入式系统进行虚拟化是在嵌入式硬件平台和操作系统之间加入一层叫做虚拟机管理器的软件,由后者构造出可运行多种操作系统的虚拟机。国外多家公司和大学已对嵌入式虚拟化技术展开研究。嵌入式虚拟化的好处包括减少嵌入式系统开发成本、缩短产品上市周期、利于整合功能、减少功耗、软件资产保值和增强安全性与可靠性。嵌入式虚拟化技术面临的问题包括实时调度问题、嵌入式硬件平台多样性问题、电源管理问题以及跨虚拟机通信问题。嵌入式虚拟化技术将给嵌入式领域带来重大变化,值得关注。     

在共享环境下基于时间预测的资源预留

资源预留是实现网格作业服务质量保证的重要方法.主要针对共享环境中引入资源预留后导致排队任务平均等待时间剧增的问题,提出了一种基于等待时间预测的资源预留,其中排队任务分为远程任务和本地任务,引入优先级策略,预洲不同优先级等待时间来计算花费,基于花费选择资源进行预留.实验结果显示预测相对误差和基于花费的调度算法都具有有效性和实际的潜力.     

基于资源-预留图的动态网格资源预留机制

在传统的静态资源预留机制(static resource reservation mechanism,简称SRRM)下,用户的预留请求一旦通过接纳测试就立即被调度到某个资源上.因此,SRRM无法考虑在预留提前时间(book-ahead time)内作业队列的变化对调度目标产生的影响以及资源故障对预留任务的影响.提出了一种动态的网格资源预留机制(dynamic resource reservation mechanism,简称DRRM),在该机制下,通过接纳测试的预留请求在其实际使用资源时才被调度.引入了资源-预留图(resource-reservation graph,简称RRG)对DRRM进行说明,并给出了RRG的修改规则.DRRM能够感知预留提前时间内资源状态的变化,根据其运行时信息动态地调度已接纳的预留请求.模拟实验结果表明,与SRRM相比,DRRM损失了一定的预留请求接纳率,但大大减少了预留任务对非预留任务的抢占,显著提高了网格资源的有效利用率,并且对网格资源故障具有更好的容错效果.     

可用性约束资源预留与分配算法

给定一系列作业和只能在有限的时间段可用的资源,如何预留和分配资源以实现作业的最大完成时间最小化的问题是NP难的。本文将其归结为一种新型的尺寸可变装箱问题并给出了作业信息和资源信息完全已知条件下的六种离线算法,理论分析表明所给算法的渐进最坏比为2,在作业相互独立的务件下推广的降序最佳适合(Best Fit Decreasing)算法的平均性能最优,在作业有先后依赖关系的条件下推广的最佳适合(Best Fit)算法的平均性能最优。     

资源预留协议在移动IP中的应用

文中讨论了在移动环境下标准RSVP所存在的问题，并对现有的几种解决方案进行了描述和分析。随后介绍了简单资源预留协议的工作过程，并提出了一种在移动IP中提供实时服务QoS的简单资源预留协议与移动IPv6的集成模型。     

一种实时调度算法及在rtLinux中的实现

任务间的依赖性和可预测性是实时系统中的一对矛盾。该文就这个问题提出了“时间标签”调度算法。此算法基于通用的RMS算法结构,并借助了priorityceiling的思想,对资源描述对象进行了扩充。通过在rtLinux系统中的实现,证实了该算法的有效性,结果令人满意。     

Resource Reservation in Dynamic Real-Time Systems

This paper focuses on the problem of providing efficient run-time support to multimedia applications in a real-time system, where different types of tasks (characterized by different criticality) can coexist. Whereas critical real-time tasks (hard tasks) are guaranteed based on worst-case execution times and minimum interarrival times, multimedia tasks are served based on mean parameters. A novel bandwidth reservation mechanism (the constant bandwidth server) allows real-time tasks to execute in a dynamic environment under a temporal protection mechanism, so that each task will never exceed a predefined bandwidth, independently of its actual requests. The paper also discusses how the proposed server can be used for handling aperiodic tasks efficiently and how a statistical analysis can be applied to perform a probabilistic guarantee of soft tasks. The performance of the proposed method is compared with that of similar service mechanisms (dynamic real-time servers and proportional share schedulers) through extensive simulation experiments.     

一种统一的资源预留策略

资源预留可以保证任务在开始执行时获得资源,而这在网格这样资源动态性很强的环境中是很可贵的,因而资源预留是网格任务调度中一种普遍采用的策略。当前资源预留的研究主要集中在计算资源预留的情况,文中提出了一个网格环境中资源预留的统一策略,该策略对其它资源的预留和计算资源的预留一起加以考虑,经过模拟验证,该策略能够很好地和我们先前设计的一种基于资源预留的任务映射算法结合起来,适用于网格的动态、异构性环境。     

性能虚拟化存储系统的设计与实现

针对集中共享存储环境中不同应用间的性能隔离和性能保证问题,在容量虚拟化管理的基础上提出一种性能虚拟化管理机制,实现同时支持容量和性能虚拟化管理的虚拟存储系统。该系统采用扩展了接纳管理和空闲资源公平分配机制的比例带宽资源分配算法,实现虚拟磁盘间的性能虚拟化,避免多个虚拟磁盘间的性能干扰。     

一种MapReduce实时调度算法设计及实现

MapReduce是云计算中重要的批数据处理框架,多任务共享MapReduce机群并满足任务实时性要求是调度算法急需解决的问题。提出两阶段实时调度算法,将调度划分为任务间调度和任务内调度。对于任务间调度,使用抽样法和经验值法确定子任务执行时间,利用该参数建立资源分配模型,动态确定任务优先级进行调度;对于子任务使用延迟调度策略进行调度,保证计算的本地性。实验结果显示,两阶段实时调度算法相比公平调度算法和FIFO算法,在保证吞吐量的同时能够满足任务实时性要求。     

网络功能虚拟化中延时感知的资源调度优化方法

网络功能虚拟化(network function virtualization, NFV)旨在以软件的方式实现网络功能从而替代传统网络中的专有硬件设备.为了应对日益增长的资源密集型需求,面向软件的网络功能虚拟化带来了如虚拟网络功能的管理、低延迟的调度和虚拟网络资源分配等问题.虚拟网络功能调度问题本身为NP-hard,在虚拟网络功能资源调度延迟的特定问题上,为保证良好的用户体验,需要确保网络资源被合理地分配和协调以防止资源的过度供应和保持端到端低延迟.针对网络资源调度的延时问题建立了以最小化资源调度总体服务延迟为目标的整数线性规划模型.此外,为了满足网络动态性较高的特性,设计了一种基于贪婪的启发式算法,此算法首先构建辅助图,然后根据考虑到网络传播时延影响的不同业务链之间的时延影响分析来选择资源调度方案,并且对很多点处理功能采用了多路传输的方式.最终的实验结果表明：所提算法可以有效地指导模型的求解,在降低网络总体服务延时方面比之前相关研究有5%~15%的性能提升.     

Concepts for Resource Reservation in Advance

Resource management offers Quality-of-Service reliability for time-critical continuous-media applications. Currently, existing resource management systems in the Internet and ATM domain only provide means to reserve resources starting with the reservation attempt and lasting for an unspecified duration. However, for several applications such as video conferencing, the ability to reserve the required resources in advance is of great advantage. This paper outlines a new model for resource reservation in advance. We identify and discuss issues to be resolved for allowing resource reservation in advance. We show how the resource reservation in advance scheme can be embedded in a general architecture and describe the design and implementation of a resource management system providing reservation in advance functionality.     

QoS Filtering and Resource Reservation in an Internet Environment

Multimedia group applications often operate in an environment where the various participants are located on systems and communication links with different capabilities. Mechanisms are required that ensure full-quality media for high-performance workstations but lower-quality media for playout at low-end systems. QoS filters have been proposed as a way to adapt QoS to the user specified level by changing the structure of a media stream in a well defined way. Resource reservation and QoS filter instantiation should be closely integrated since both represent one particular aspect of the provision of individualistic QoS for heterogeneous users in multipeer communications. The Internet reservation protocol RSVP is receiver oriented and allows each receiver to specify its resource requirements. However, no actual mechanisms are defined that adapt the data stream to the receiver specified QoS requirements.In this paper we present an enhanced version of RSVP (called RSVP++) that integrates resource reservation and QoS filter control. In order to achieve this integration we extend the RSVP functional model and define a new QoS service class. RSVP++ can coexist with common RSVP systems, thus, openness and interoperability of the system are ensured.     

云计算环境下资源调度系统设计与实现

在云计算环境下,对开放的网络大数据库信息系统中的数据进行优化调度,提高数据资源的利用效率和配置优化能力;传统的资源调度算法采用资源信息的自相关匹配方法进行资源调度,当数据传输信道中的干扰较大及资源信息流的先验数据缺乏时,资源调度的均衡性不好,准确配准度不高;提出一种基于云计算资源负载均衡控制和信道自适应均衡的资源调度算法,并进行调度系统的软件开发和设计;首先构建了云计算环境下开放网络大数据库信息资源流的时间序列分析模型,采用自适应级联滤波算法对拟合的资源信息流进行滤波降噪预处理,提取滤波输出的资源信息流的关联维特征,通过资源负载均衡控制和信道自适应均衡算法实现资源调度改进;仿真结果表明,采用资源调度算法进行资源调度系统的软件设计,提高了资源调度的信息配准能力和抗干扰能力,计算开销较小,技术指标具有优越性。