基于MRGP的普适计算可用性度量

普适计算模式追求随时随地的计算境界，对可用性管理提出了很高的要求。该文基于定量分析的角度，提出了一种基于马尔科夫重生过程(MRGP)的普适计算系统可用性度量方法，以解决关联用户的普适计算系统可用性度量问题。建立了具有双扩展特点的用户模型，分析了用户行为特征；构建了普适计算系统可用性的MRGP模型，对可用性进行了随机过程分析，并给出了对应瞬态和稳态行为的度量方法；结合普适计算模式的特点，定义了普适计算系统请求可用性度量。进行了数值分析，评价了用户和系统参数等因素对普适计算系统可用性度量的影响。     

普适计算系统可用性度量

普适计算系统可用性度量具有典型的面向用户特点,为刻画用户行为需要引入具有非指数分布性质的用户状态,并且需要考虑用户态与系统态关联分析时的复杂情况。传统的连续时间马尔科夫链和半马尔科夫过程都不能很好地对以上情况给予分析。鉴于此,文章基于马尔科夫重生过程(MRGP)提出了普适计算系统的可用性度量方法。首先建立具有普适计算模式的用户模型,基于此构建了普适计算系统可用性度量的MRGP模型,对可用性进行了随机过程分析,给出了对应瞬态和稳态行为的度量方法,结合普适计算模式的特点定义了普适计算系统请求可用性度量。最后进行了数值分析,评价了普适计算系统可用性在MTTF和MTTR下的变化情况,据此导出来构建高可用普适计算系统需要考虑一些原则,并分析了用户和系统参数等因素对普适计算系统可用性度量的影响。     

面向用户的普适计算系统可用性度量模型

普适计算模式追求随时随地的计算境界,对相关可用性管理提出了很高的要求。现有研究大多基于定性的角度研究普适计算系统的可用性问题,本文尝试给出定量的可用性度量模型和分析。普适计算系统可用性具有典型的面向用户特点,为刻画用户行为需要引入具有非指数分布性质的模型状态,并且需要考虑用户态与系统态关联分析时的复杂情况。传统的连续时间马尔可夫链和半马尔可夫过程都不能很好地对以上情况给与分析。鉴于此,本文提出了一种基于马尔可夫重生过程(MRGP)的普适计算系统可用性度量方法。首先建立具有双扩展特点的用户模型,基于此构建了普适计算系统可用性度量的MRGP模型,对可用性进行了随机过程分析,给出了对应瞬态和稳态行为的度量方法,结合普适计算模式的特点定义了普适计算系统请求可用性度量。最后进行了数值分析,评价了用户和系统参数等因素对普适计算系统可用性度量的影响。     

限制失真的网格参数化方法

针对当前网格参数化效率较低、映射失真较严重的问题，提出一种限制失真的网格参数化方法。首先，预处理原始网格模型。输入原3D网格模型，采用Half-Edge数据结构来重新组织网格并切割网格模型产生相应的切缝；构建Tutte映射把3D网格映射到一个2D凸多边形域，即构建2D网格模型。然后，进行限制失真的网格参数化计算。将Tutte映射后的2D网格模型作为限制失真计算的初始数据，建立相对于原3D模型网格的失真度量函数；求得该度量函数的最小值点，即为映射后的网格坐标集合；将映射后的网格作为限制失真映射的输入网格，设定迭代终止条件，循环迭代直至迭代结束，得到收敛的最优网格坐标；在计算映射失真度时，针对等距映射失真采用Dirichlet能量函数度量，针对共形映射失真采用尽可能等距（MIPS）能量函数度量；在求解映射失真度量函数的最小值点时采用代理函数法结合组合牛顿法的最优解方法。最终，实现了该方法并开发了一个原型系统。在原型系统中，分别设计了限制等距失真和限制共形失真的网格参数化实验，对程序执行时间和失真能量下降情况进行了统计和对比，提供了相应的纹理映射效果展示。实验数据表明，所提出的方法执行效率高、映射失真能量下降快，最优值收敛质量稳定；纹理映射时纹理着色均匀、布局紧致、线条均匀，符合实际应用的标准。     

基于虚拟组织的网格安全需求分析模型

网格环境下多用户参与的协同计算是网格计算的重要应用方向。网格计算的复杂性导致网格安全需求复杂。该文提出一种基于虚拟组织的网格计算多用户协同关系描述模型,在其基础上构建网格安全需求分析模型,实现了网格环境下多用户协同计算的安全需求形式化描述,把网格协同计算环境下的不同安全需求统一在同一种理论体系中。     

基于显著性分析的网格模型语义特征线提取

现有的基于局部微分属性度量的网格模型特征线提取方法较难描述模型全局语义特征。为解决该问题,提出一种基于显著性分析的、符合人类视觉注意力机制的语义特征线提取算法。首先以谱图理论为工具,构建网格模型光顺三维基准面,获取网格顶点显著性重要度;利用离散拉普拉斯—贝尔特拉米算子方向属性构建网格语义特征区域,提取特征区域骨骼线,对骨骼线进行优化后得到模型语义特征线。该算法完全去除了模型局部微分几何量的度量,提取的特征线能很好地完成全局语义特征描述。实验结果证明了算法的有效性。     

基于组件的软件可靠性模型

首先对不同的软件体系结构描述语言（ADL）进行分析，找出体系结构的共性，用抽象代数和一代阶逻辑理论对组件，连接器和软件体系结构的属性和动态行为进行讨论和描述，探讨不同连接形式下的软件体系结构，给出基于组件的软件可靠性模型，在此模型基础上，对基于组件的软件系统的可靠性计算模型进行研究，提出一种半Markov模型，并在理论上证明该模型的可用性，最后通过CORBA应用系统说明该可靠性模型在系统设计和可靠性计算方面的应用。     

基于资源聚集的计算网格备份资源选择算法

资源备份是提高计算网格应用可用性的重要方法．如何为应用选择备份资源是网格资源备份服务要解决的首要问题．文章提出了基于资源聚集的备份资源选择算法．该算法将为应用分配的资源按照资源之间的关系聚集成多个资源集合，然后根据应用的可用性需求为每个资源集合选择备份资源，每个资源集合中的资源共享同一组备份资源．这一算法适用于计算网格，可以在资源备份服务模块中实现．最后，给出了该算法的应用实例．     

网格环境中的资源监测

为了构建和执行网格应用，就必须了解网格资源的类型和可用性。该文提出了一个专门为网格设计的开放和通用的资源监测结构，并描述了这个资源监测结构中的资源监测系统的实现。     

基于经济的网格资源调度算法研究

网格使构建虚拟组织,在全世界范围内共享资源成为现实.但是,在网格环境下的资源管理和调度是一项相当复杂的工作,这主要是由于资源分布在世界各地,隶属于不同的组织,各个资源拥有者都有不同的使用和访问策略、开销模型、不断变化的负载和可用性.为了满足网格计算环境中资源调度的复杂需要,可以将现实世界中的经济原理和模型应用到网格环境下的任务调度中,并据此提出了几种经济资源调度算法.     

Maximizing availability for task scheduling in computational grid using genetic algorithm

Computational grid provides a wide distributed platform for high‐end compute intensive applications. Grid scheduling is often carried out to schedule the submitted jobs on the nodes of the grid so that some characteristic parameter is optimized. Availability of the computational nodes is one of the important characteristic parameters and measures the probability of the node availability for job execution. This paper addresses the availability of the grid computational nodes for the job execution and proposes a model to maximize it. As such, the task scheduling problem in grid is nondeterministic polynomial‐time hard, and often, metaheuristics techniques are applied to solve it. Genetic algorithm, a metaheuristic technique based on evolutionary computation, has been used to solve such complex optimization problem. This work proposes a technique for the grid scheduling problem using genetic algorithm with the objective to maximize availability. Simulation experiment, to evaluate the performance of the proposed algorithm, is conducted, and results reveal the effectiveness of the model. A comparative study has also been performed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于服务部署的高可用模型及其可用性分配算法

传统高可用系统存在可扩展性较差的问题.文中提出基于服务部署的高可用系统模型,利用对计算资源与存储资源的分离管理实现虚拟高可用服务节点,通过不同服务间共享冗余资源提高资源利用率,有效解决可扩展性问题.基于服务部署高可用系统的关键问题为如何根据服务可用性期望值和使用模式等合理分配资源.针对本系统可用性分配特点,文中提出了最适合冗余优先分配算法,基于结合费用与惩罚值的目标函数得到满足需求的相对最优解,实验证明此算法能较好地达到系统的实时服务部署要求.     

Symmetric active/active metadata service for high availability parallel file systems

High availability data storage systems are critical for many applications as research and business become more data driven. Since metadata management is essential to system availability, multiple metadata services are used to improve the availability of distributed storage systems. Past research has focused on the active/standby model, where each active service has at least one redundant idle backup. However, interruption of service and even some loss of service state may occur during a fail-over depending on the replication technique used. In addition, the replication overhead for multiple metadata services can be very high. The research in this paper targets the symmetric active/active replication model, which uses multiple redundant service nodes running in virtual synchrony. In this model, service node failures do not cause a fail-over to a backup and there is no disruption of service or loss of service state. A fast delivery protocol is further discussed to reduce the latency of the total order broadcast needed. The prototype implementation shows that metadata service high availability can be achieved with an acceptable performance trade-off using the symmetric active/active metadata service solution.     

Analysis of service availability for time-triggered rejuvenation policies

In this paper we investigate the effect of three time-triggered system rejuvenation policies on service availability using a queuing model. The model is formulated as an extended stochastic Petri net using a variety of distributions for times between state changes. We define a metric for steady-state service availability and derive how it can be estimated from the models in a hybrid approach combining simulation and analytical reasoning. We further analyze time-to-failure of systems with rejuvenation. Experiments show that the optimal rejuvenation interval as well as the achievable service availability improvement depend significantly on system utilization. The experiments also show that service availability can deviate significantly from steady-state system availability. For low utilization all rejuvenation policies perform well. For medium utilization, one policy is significantly inferior to the other two, while for high utilization, no rejuvenation should be performed at all.     

A hybrid fault tolerance technique in grid computing system

In order to achieve high level of reliability and availability, the grid infrastructure should be a foolproof fault tolerant. Fault tolerance plays a key role in order to assert availability and reliability of a grid system. Since the failure of resources affects job execution fatally, fault tolerance service is essential to satisfy QoS requirement in grid computing.     

MANET下环境感知的服务可用性量化评估模型

移动Ad hoc网络(MANET)环境下,移动节点通过向其他节点提供服务是进行资源共享与能力协同的有效方式.但是由于 MANET环境的复杂性、链路的动态性和节点的异构性等特点,使得服务可用性时刻都在发生变化,且难以量化.通过对 MANET环境下服务运行环境和对影响服务可用性的节点、网络环境可用性的分析,提出了一个具有环境感知能力的服务可用性量化评估模型EQAM-SA,该模型由服务请求触发,实时获取服务运行参数、量化评估指标,并采用层次分析法和多属性综合评估法对服务的可用性进行量化评估.最后通过仿真实验验证了EQAM-SA的可行性和有效性.     

面向服务的网格高性能计算策略

网格技术和Web服务的发展，促成了服务计算的诞生和发展．本文在面向服务的架构下，重新研究传统计算网格下的高性能计算．首先，针舛高性能计算应用的特点，结合面向服务的思想，提出了一种层次资源管理体系结构．其次，分析了适用于网格环境的高性能计算应用的程序结构，并通过有向无循环图（DAG）加以表示．第三，基于上述的资源管理体系结构和高性能计算应用模型，提出了一种改进的动态优先级调度算法．最后，通过仿真实验，分析了提出的算法的性能，实验结果表明提出的算法适用于网格环境，进而验证了本文提出的面向服务的网格高性能计算策略的有效性．     

基于Linux的高可用性系统的设计和实现

高可用性已经成为服务器解决方案的关键。详细介绍各种高可用性系统(比如热备份系统，及群系统)的概况以及它们各自的优缺点，并给出了一个基于Linux的双机热备份高可用性系统(SBOLHA)，系统采用的进程迁移技术保证了主备系统间的平滑切换。     

一种动态网格Overlay Network拓扑优化蚁群算法

如何提供丰富的通信交互是高级网格应用的关键问题，但是目前的网格技术还不能满足这一需求，提出了一种基于Overlay Network的网格架构来弥补这一不足，如何优化Overlay Network拓扑结构是该架构必须首先解决的重要问题，给出了一种动态环境中拉各朗日蚁群优化算法DLagrAnt，计算的结果显示该算法具有更快的适应性和更小的开销。