安全和自适应备份的网格任务调度

现有的跨自治域网格任务调度算法均使用固定数目的任务备份来提高任务调度的成功率和容错性,无法适应网格环境动态性的特点.提出了三种基于自适应备份数并考虑网格安全因素的任务调度算法,分别为简单自适应备份算法、最高百分之K备份算法和懒惰备份算法.自适应备份算法根据整个网格系统的安全状况,自适应调整需备份的任务及任务备份数,并对失败的任务重新调度.仿真结果表明,基于自适应备份的网格任务调度算法可以有效提高不安全网格环境下的任务调度成功率,具有很好的容错性和可扩展性,优于固定备份数的任务调度算法.     

云环境下两阶段安全驱动的容错调度算法

为解决云环境下安全调度和可靠性问题,综合考虑云计算共享性、动态性等特点,以具有依赖关系的并行任务为基础,提出一种两阶段安全驱动的容错调度算法(TSDFT).建立安全模型计算任务调度风险率,根据风险率选择处理机,使用自适应备份策略对任务进行备份预处理;在上一阶段基础上,通过被动副本方式实现任务容错调度,每个处理机维护主/副本2个局部队列,支持一个以上处理机同时失效.仿真结果表明,该算法能有效降低异构系统中任务调度风险率,提高调度的安全性和可靠性.     

树型网格计算环境下的自适应任务调度算法

提出一种基于树型计算网格的自适应调度算法,实现对小粒度独立任务和用户大作业的自适应最优调度。通过对网格环境的实时检测,给出了基于节点负载状况、节点任务执行时间、任务传输时间和任务特性的自适应调度算法,即基于最优任务分配方案的启发式任务调度算法。通过实验与其他调度算法的比较,证明了所提出的任务调度算法在负载平衡和最优跨度方面具有明显的优越性。     

基于D-S理论的区间值模糊多QoS测量与网格任务调度算法

非凡的服务质量是网格的基本特征,基于QoS的网格任务调度问题已成为国内外研究的热点.由于网格环境的复杂性和用户主观判断的模糊性,传统基于QoS的网格调度算法不能处理具有多个模糊QoS需求的调度问题.用区间值模糊来描述用户的主观QoS需求信息,提出基于D-S理论的区间值模糊多QoS测量方法,对区间值模糊数表达的用户多QoS需求进行融合与处理,再将这些区间值模糊数QoS融合值作为任务的优先级加入到任务调度算法中,提出一种基于D-S理论的网格任务多匹配调度算法.研究结果和仿真实验表明,该算法不仅可以处理区间值模糊不确定性信息,在满足用户多QoS需求的情况下还可大大减小任务调度的时间跨度.     

基于OGSA网格的分层式网格任务调度器设计

文章根据网格任务调度的需求、网格任务调度的特点,在充分分析一般网格任务调度的过程等的基础上,另外考虑到了网格计算环境的一些特点,比如虚拟化、分层次及自治的本质特征,以及在工作流任务协同需求下网格任务的资源依赖、粗粒度、重复执行等特性的前提下,改进设计了一种网格工作流任务主从式分层调度模型,并给出了调度策略和调度算法实现。该调度器模型在实际的网格工作流任务协同系统中得到了较好的应用效果。     

基于任务备份的云计算容错调度算法

云计算所提供的服务面向庞大的用户群,随着节点规模的扩大、任务执行时间的增长,云计算的故障率越来越高。为此,提出基于任务备份的云计算容错调度算法。将任务映射到含有该任务输入数据且负载最小的节点,根据云计算的安全等级将任务进行备份,并重新调度失败任务。仿真实验结果表明,该算法具有较好的容错性,任务调度成功率达到99%。     

网格环境下安全约束的资源调度研究

提出了一个网格信任模型,用主观逻辑理论进行信任值的推导、综合。针对现有网格任务调度算法存在的问题,设计了一种任务和资源安全等级匹配的调度算法。通过安全需求对资源进行筛选,并使它满足最早完成时间。仿真实验表明,与传统经典网格任务调度算法比较,该算法提高了任务成功率,减少了任务完成时间,是网格环境下一种有效的资源调度模型。     

遗传算法在网格任务调度的应用研究

研究了网格任务调度问题.针对传统任务调度算法在网格环境下存在不能很好地平衡节点负载和满足用户服务质量需求等缺点,导致网格系统负载极不均衡,调度效果低.为了提高网格任务调度的效果,提出一种基于遗传算法的网格任务调度方法.将网格任务编码成种群中的个体,网络任务目标作为遗传算法的适应度函数,通过遗传算法的强全局搜索及交叉、变异操作,获得最优的任务调度方案.仿真结果表明,采用遗传算法进行网格任务调度可以减少系统总执行时间和任务完成时间,提高了资源调度效率,使网格系统负载均衡度更好,在网格任务调度具有广泛的应用前景.     

混合算法在网格任务调度中的应用研究

研究网格任务优化调度问题,针对需求的复杂和网格系统具有异构性和动态性,导致网络任务调度过程相当困难.传统调度算法调度效率低、资源负载不平衡.为了提高任务调度效率,降低资源负载不平衡性,提出一种混合的网格任务调度优化算法.首先采用遗传算法全局搜索能力快速形成初始解,然后将遗传算法的调度结果作为蚁群算法的初始信息素分布,最后利用蚁群算法所正反馈性机制迅速地形成任务调度的最优解.仿真结果表明,混合算法减少网格任务调度系统任务完成时间,提高了任务调度效率,为网格设计提供了依据.     

网格计算中任务调度算法的研究和改进

任务调度一直是网格计算中的热点问题,任务调度的目的是最优地分配任务,实现最佳的调度策略,以高效地完成计算任务。在网格环境中,资源的合理有效利用是实现任务调度的关键问题之一。本文首先论述静态任务调度算法和动态任务算法的原理和优缺点等,然后结合Min-min、Max-min算法的优点设计一种新的调度算法SA-MM,根据资源的使用情况自适应调度相应算法进行任务到资源的映射。最后,用GridSim模拟工具对网格计算中Min-min、Max-min和SA-MM任务调度算法进行仿真实验,分析和比较它们的调度长度(MakeSpan)和资源负载情况等影响任务调度效率的指标。     

Adaptive checkpointing strategy to tolerate faults in economy based grid

In this paper, we develop a fault tolerant job scheduling strategy in order to tolerate faults gracefully in an economy based grid environment. We propose a novel adaptive task checkpointing based fault tolerant job scheduling strategy for an economy based grid. The proposed strategy maintains a fault index of grid resources. It dynamically updates the fault index based on successful or unsuccessful completion of an assigned task. Whenever a grid resource broker has tasks to schedule on grid resources, it makes use of the fault index from the fault tolerant schedule manager in addition to using a time optimization heuristic. While scheduling a grid job on a grid resource, the resource broker uses fault index to apply different intensity of task checkpointing (inserting checkpoints in a task at different intervals). To simulate and evaluate the performance of the proposed strategy, this paper enhances the GridSim Toolkit-4.0 to exhibit fault tolerance related behavior. We also compare “checkpointing fault tolerant job scheduling strategy” with the well-known time optimization heuristic in an economy based grid environment. From the measured results, we conclude that even in the presence of faults, the proposed strategy effectively schedules grid jobs tolerating faults gracefully and executes more jobs successfully within the specified deadline and allotted budget. It also improves the overall execution time and minimizes the execution cost of grid jobs.     

可靠的网格作业调度机制

针对网格环境的动态性特征,提出了一种可靠的网格作业调度机制(DGJS)。按照作业完成时间期限,DGJS将作业分为：高QoS级、低QoS级和无QoS级,不同QoS级作业有不同的调度优先权;基于资源可用性预测,DGJS采用基于可靠性代价的作业调度策略,将作业尽可能调度到可靠性高的资源节点;另外,DGJS对不同QoS级作业采用不同的容错策略,在保证故障容错的同时,节省网格资源。实验表明：在动态的网格环境下,较之传统的网格作业调度算法,DGJS提高了作业成功率,减少了作业完成时间。     

一种容错系统可靠性分析方法

传统的故障树分析（Fault Tree Analysis,简称FTA）方法是一种基于静态逻辑或静态故障机理的方法,但这种方法对容错系统的可靠性分析已不适用。引入一种新的逻辑门,应用动态故障树分析技术,是解决容错系统的可靠性分析问题的一种有效途径。本文在故障树模型中引入了一种带有公用备件的热备件逻辑门,并给出了这种逻辑门转化为为马尔可夫链的方法。这种具有动态特性的逻辑门引入后所形成的动态故障树模型,扩展了传统故障树对容错系统可靠性分析的适用性。文章以某装备的电子设备系统为例,给出了用这种方法建立的动态故障树模型及其计算系统可靠度的方法和分析结果。     

基于LMI的磁浮列车悬浮系统被动容错控制

磁浮列车的悬浮系统是具有多传感器、多控制器的复杂非线性系统,其运行环境十分复杂.一旦发生故障或失效就有可能造成人员伤亡或财产损失.为了提高悬浮系统的安全性和可靠性,针对磁浮列车悬浮系统的电磁铁或功率放大器等执行器故障进行了容错控制问题的研究.在建立磁浮列车悬浮控制系统模型的基础上,从被动容错控制角度出发,采用LMI(线性矩阵不等式)方法设计了悬浮控制系统在执行器故障条件下的容错控制器,并以实际对象参数为例进行了仿真分析.仿真结果表明所设计容错控制器可以实现磁浮列车在故障条件下的稳定悬浮与运行,证明了将基于LMI的被动容错控制策略应用于磁浮列车悬浮控制系统的可行性.     

面向分布式图计算作业的容错技术研究综述

随着图数据规模的日益庞大和图计算作业的日益复杂,图计算的分布化成为必然趋势.然而图计算作业在运行过程中面临着分布式图计算系统内外各种来源的非确定性所带来的严峻的可靠性问题.首先分析了分布式图计算框架中不确定性因素和不同类型图计算作业的鲁棒性,并提出了基于成本、效率和质量3个维度的面向分布式图计算作业的容错技术评估框架,...     

基于CORBA的容错对象复制算法

描述了一种基于CORBA远程对象调用机制的容错对象复制算法，它采用primary-backup复制机制，客户方主动参与容错，能够重新调用请求并保证at-most-once语义，实现了复制协议与可靠通信协议的分离，所采用的容错机制对用户完全透明，而且通过在自主研制的分布计算平台StarBus上的实现，对该算法进行了验证。     

提高冗余服务性能的动态容错算法

针对分布式应用的性能要求,引入了负载平衡机制,以便对activere plication和primary backup容错算法进行权衡.提出一种基于冗余服务的动态容错算法RAWA(read-any-write-any),能根据系统负载状况动态改变请求的quorum,不但提高了请求的处理速度,而且以一种简单、有效的方式实现了负载平衡.结合所提出的一致性维护和互斥访问机制,该算法可以适用于嵌套访问和状态服务.另外,还分析了RAWA算法的性能,并通过在CORBA平台上与其他容错算法的对比测试,证明RAWA算法在     

Ad Hoc网络中的组密钥生成协议

由于AdHoc网络缺少基础通信设施的支持,网络拓扑的动态变化,使得传统的基于可信任第三方的CA认证方案不再适用,而基于门限加密的分布方案有其固有的假设条件,在具体实施时也有很大的困难。区别于分布方案,该文介绍的组密钥协议不需要有安全信道的假设,所有的节点都参与密钥的生成。该文分类分析了几种协议的前后向安全性,容错性和密钥生成时的认证功能。并在此基础上对协议的复杂度做了比较,给出了进一步完善协议需解决的问题。     

云存储系统中基于分簇的数据复制策略

云存储技术已经成为当前互联网中共享存储和数据服务的基础技术,云存储系统普遍利用数据复制来提高数据可用性,增强系统容错能力和改善系统性能。提出了一种云存储系统中基于分簇的数据复制策略,该策略包括产生数据复制的时机判断、复制副本数量的决定以及如何放置复制所产生的数据副本。在放置数据副本时,设计了一种基于分簇的负载均衡副本放置方法。相关的仿真实验表明,提出的基于分簇的负载均衡副本放置方法是可行的,并且具有良好的性能。     

Observer‐based fault diagnosis and self‐restore control for systems with measurement delays

The problems of fault diagnosis and fault‐tolerant control are considered for systems with measurement delays. In contrast to the present fault diagnosis and fault‐tolerant control approaches, which consider only the input delay and/or state delay, the main contribution of this paper consists of proposing a new observer‐based reduced‐order fault diagnoser construction approach and a design approach to dynamic self‐restore fault‐tolerant control law for systems with measurement delays. First, the time‐delay system is transformed into a delay‐free system in form by a special functional‐based delay‐free transformation approach for measurement delays. Then, the fault diagnosis is realized online via the proposed reduced‐order fault diagnoser. Using the results of fault diagnosis, two dynamic self‐restore control laws are designed to make the system isolated from faults. A numerical example demonstrates the feasibility and validity of the proposed scheme. © 2012 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society