一种面向效益均衡的网格资源预留机制

网格环境中的资源预留机制为跨站点的协同资源分配提供可靠的服务质量保证.针对传统预留机制存在本地任务QoS难以得到保障的缺陷,提出一种基于效益均衡的预留机制.该机制通过比较资源顸留收益与预留对本地任务执行所造成的负面影响来确定资源预留数量,以期取得网格任务QoS保障和本地任务QoS保障的效益均衡.模拟实验采用真实系统负载在较大规模的计算网格系统中检验了该机制的性能表现,实验结果显示,基于效益均衡的预留机制能有效提高资源利用率,同时能显著降低任务的资源费用情况.     

网格中面向服务的资源预留与QoS监控框架

针对目前尚无遵循OGSA/WSRF规范的网格服务中间件能很好地支持基于QoS协商的网格资源管理,提出一个面向服务基于SLA的框架,协商资源预留并监控资源的QoS。定义资源预留的XML Schema,使得资源请求者和提供者基于WS-Agreement协商包含资源预留的协定。遵循WSRF规范设计和开发出一组Web服务,用于构建基于WS-Agreement的资源预留与QoS监控框架,通过试验评估该框架的性能。     

一种支持端到端QoS的服务网格体系结构

随着网格技术研究和应用的不断深入,缺乏服务质量保证已成为制约网格应用的瓶颈之一.如何建立一个开放的、可扩展的体系结构,是当前支持端到端服务质量的服务网格体系结构研究的重要问题.提出了支持服务质量的服务网格层次体系结构(QESA),并通过对网格服务容器、信息服务与调度服务的服务质量扩展实现了该体系结构,设计了基于资源能力管理与服务预留的服务质量保证方法,讨论了服务质量感知的服务发现和服务调度的实现机制.通过中尺度天气系统降水量预报的网格应用(AREM)对其进行了性能评价,结果表明,基于QESA的服务网格中间件可为网格作业提供确定的服务质量保证能力.     

基于WS-Agreement的资源预留与QoS监控框架

目前还没有遵循OGSA/WSRF规范的网格服务中间件能够很好地支持基于QoS协商的网格资源管理,因此重点研究了如何设计一个执行服务级协定（SLA）的框架,能够在网格中协商资源预留和任务执行期间对所在资源的QoS监控。首先通过定义资源预留的XML Schema,使得资源请求者和提供者基于WS-Agreement能够协商包含关于资源预留的协定;然后遵循WSRF及WS-*规范设计和开发出一组Web服务用于构建一个基于WS-Agreement的资源预留与QoS监控框架（RMF）,并将其集成到Globus资源管理模型中;最后通过理论分析和模拟实验评估了RMF的综合性能。     

集成资源预留与QoS监控框架的元调度体系结构

缺乏服务质量保证已成为制约网格应用的瓶颈,针对该问题提出一个能够在网格中基于SLA协商资源预留并监控资源的QoS的服务框架。首先定义资源预留的XML Schema,使得资源请求者和提供者基于WS-Agreement能够协商包含关于资源预留的协定;然后遵循WSRF及WS-*规范设计和开发出一组Web服务用于构建基于WS-Agreement的资源预留与QoS监控框架（RMF）,并集成到GridWay元调度体系结构中使其能够支持基于QoS协商的资源管理;最后通过模拟实验,客观评估了RMF的性能。     

基于任务可分的网格资源预留机制

资源预留能提供保证QoS的网格服务,但提前预留会增加服务请求拒绝率,且产生的资源碎片降低了资源利用率。在预留分类和预留容量等概念定义的基础上,提出了一种基于可分割任务的网格资源预留机制TDR。TDR中,资源预留在多个方向具有可变的灵活度,并在一定的条件下被分割为多个子预留,从而提高系统容纳能力,并描述了相应的接纳控制算法。仿真实验结果表明,提出的机制能有效地减少预留产生的资源碎片和请求拒绝率,增加资源利用率。     

面向网格中间件GOS3的OAR集群管理系统

中国国家网格（China National Grid,CNGrid）是聚合了高性能计算和事务处理能力的新一代信息基础设施的试验床。中国国家网格武汉结点高性能集群系统采用支持资源预留的开源集群管理器OAR,为用户提供具有服务质量保障的高性能计算服务。GOS（Grid Operating System）是CNGrid网格中间件,CNGrideye是CNGrid监控系统。设计了CNGrideye/OAR监控桥接和GOS-HPCG/OAR作业管理桥接机制,使得CNGrideye支持对OAR的监控,GOS HPCG能通过OAR提交作业,充分利用OAR的资源预留等特性。GOS-HPCG/OAR进行基于QoS的作业调度,提高了作业的运行效率和资源的服务性能,达到整合资源的目的。     

网格系统的服务质量保障与控制综述

针对类型多样的异构资源、动态协作的复杂网格环境,需要有效的服务质量（QoS）控制机制保障网格应用的需求,网格QoS需引入新的概念和机制,实现QoS需求的描述与映射、动态资源聚合与共享及任务间协作,灵活有效地进行网格应用流的聚合、区分和控制.在此基础上,介绍了网格QoS目前的研究情况,分析了网格QoS控制的特点、难点及其基本需求.结合实际研究,对网格QoS控制的关键技术——网格QoS管理、控制策略、资源预留、自适应控制、QoS协商进行了较深入的剖析,同时讨论了QoS评价的问题.最后总结了网格QoS的基本研究目标和未来的研究方向.     

网格环境下的服务质量(QoS)研究

面对类型多样的异构资源、动态协作的复杂网格环境,需要有效的服务质量（QoS）控制机制保障网格应用的需求,网格QoS需引入新的概念和机制,实现QoS需求的描述与映射、动态资源聚合与共享及任务间协作,灵活有效地进行网格应用流的聚合、区分和控制。该文分析了网格QoS控制的特点、难点和基本需求,介绍了网格QoS目前的研究情况,并从QoS管理结构和控制策略、资源预留、QoS协商、自适应方法和QoS评价等几个方面进行阐述,最后分析和总结了网格QoS的基本研究目标和未来的研究方向。     

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.     

基于平均等待时间约束的松弛预留机制

传统预留机制存在预留请求拒绝率高、可能会延迟本地作业执行的缺陷。为此,提出一种基于平均等待时间(MWT)约束的松弛预留机制,并给出相应的预留接纳算法。采用松弛预留策略,在每个资源上设置任务等待时间阈值,若调度队列中排队任务的MWT超过该阈值,调度系统将使部分排队任务尽快获得空闲资源,从而减少MWT。实验结果表明,该预留机制能有效保障排队任务的MWT、提高资源利用率、降低预留请求拒绝率。     

基于间隔型双边拍卖的网格资源预留算法

针对已有基于竞价拍卖的网格资源预留方法存在的问题，提出了一种基于间隔型双边拍卖的网格资源预留算法。根据网格资源预留的需求和拍卖机制的特点，给出了网格系统模型；基于间隔型双边拍卖的思想，设计了适合网格系统的资源拍卖机制，给出了详细的网格资源预留算法；算法的最优性分析表明：在资源拍卖过程，提供真实信息对用户方和资源方均是唯一占优策略，且算法能够保证中标资源供需平衡。 最后，模拟实验结果证明了算法的有效性和正确性。     

基于效益函数与优先级的网格服务质量保证

将资源预约请求作为网格调度对象是提高网格整体服务质量的有效手段。针对传统预约方式成功率低的问题,提出将效益函数与优先级引入资源预约,采用可连续预约的方法,在减少预约双方交互负担的同时,有效提高资源预约成功率。通过模拟与比较,表明该算法在应对大量预约请求时均有较好的性能。     

基于通信代价的网格资源调度算法

针对基于时间和预算限制的资源调度算法在调度数据密集型应用程序时存在的问题,提出一种新的基于通信代价的网格资源调度算法,综合考虑用户的时问限制和预算要求,根据用户作业的计算量与通信量选择具有一定计算能力,且通信代价较小的资源节点作为目标节点,通过减少此类程序提交到目标资源节点的通信代价,达到减少整个应用程序完成时间的目的。实验结果表明,该算法能够获得较好的性能。     

基于后移空余时间的网格资源调度优化

网格资源调度的优化不仅体现在资源的选择上,还与任务之间的时间序列密切相关。就调度的优化问题,在深入分析静态调度时间序列的基础上,给出了动态分配时间模型,提出了后移空余时间的计算,并将其与后继任务的预计时间合并,由此设计了后移空余时间的成本优化调度算法(BOS)。实验证明,所提出的调度算法大幅度地缩短了应用的平均执行时间和运行成本,实现了调度的优化。     

Dynamic multi-resource advance reservation in grid environment

How to guarantee user’s QoS (Quality of Service) demands become increasingly important in a service-oriented grid environment. Current research on grid resource advance reservation, a well known and effective mechanism to guarantee QoS, fails to adapt to dynamic behavior of grid, and cannot solve imprecise deny of reservation request problem efficiently. For this, enabling system architecture for advance reservation is proposed. Virtual resource container (VRC) is adopted to alleviate a negative effect resulted from dynamic behavior of grid and QoS deviation distance (QDD) based logical resource selection algorithm is put forward to decrease imprecise reject ratio of reservation. At last, this new architecture is deployed to campus grid, and two illustrative experiments are conducted. Experimental results show that system architecture for advance reservation proposed in this paper can alleviate negative influence of grid resource dynamic fluctuation and avoid imprecise reject of advance reservation request effectively.     

基于网格资源超图模型的可信任务调度

网格任务调度是当前重要的研究领域。网格环境具有动态性、异构性等特点,网格资源的处理性能和稳定性都是影响到任务调度顺利完成的重要因素。为了获得更小的任务完成时间,该文根据网格环境的特点,建立了网格资源超图模型,在该模型基础上对资源按性能进行聚类,并提出一种可信任务调度算法GRHTS。模拟实验结果表明,该基于网格资源超图模型的可信任务调度算法优于同类算法,是一种有效的网格任务调度算法。     

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。     

一种兼顾排队任务的资源预留机制

针对网格环境中目前的资源预留机制导致排队任务（queued tasks）平均等待时间剧增的问题,提出了一种兼顾排队任务的资源预留机制,该机制中采用了一种新的策略,提出了一种动态确定n的自适应算法。实验结果表明,该机制下排队任务的平均等待时间明显减少。