【正文】 變化而變的，給出了 CPU 資源和磁盤資源的價格公式，并討論了關(guān)于價格調(diào)整的問題。Nimrod/GError! Reference source not found.：由澳大利亞 Monash 大學(xué)開發(fā)的一個專門用來模擬參數(shù)學(xué)習(xí)的網(wǎng)格項目。其資源管理體系結(jié)構(gòu)采用典型的經(jīng)濟(jì)/ 市場模型；資源描述與訪問使用由底層 Globus 中間件服務(wù)所提供的資源模型、依賴于計算節(jié)點的可用性、提供軟 QoS 和硬 QoS 等；在任務(wù)調(diào)度中引入經(jīng)濟(jì)方法，采用由計算經(jīng)濟(jì)和截止期限所驅(qū)動的應(yīng)用級調(diào)度策略，遵循層次、分布式調(diào)度模型等。任務(wù)調(diào)度是資源管理的核心部分，它的重要性顯而易見，無論是特定任務(wù)的執(zhí)行性能，如時間、費用等，還是整個系統(tǒng)的吞吐率、資源利用率都受到資源調(diào)度質(zhì)量的決定性影響。同時，它也是資源管理中最困難的部分，它的困難性來自網(wǎng)格本身的特性。首先，網(wǎng)格是完全分布的動態(tài)環(huán)境，處于變化中的資源的信息無法被實時更新，即調(diào)度中使用的資源的當(dāng)前信息無法保證其正確性。其次，網(wǎng)格中的資源往往同時還有非網(wǎng)格的任務(wù)，即網(wǎng)格中的資源競爭包括網(wǎng)格任務(wù)之間的競爭及網(wǎng)格任務(wù)和非網(wǎng)格任務(wù)之間的競爭，這種復(fù)雜的競爭使得資源狀態(tài)難以預(yù)測，而對資源在任務(wù)執(zhí)行過程中的狀態(tài)預(yù)測(主要是負(fù)載信息)是調(diào)度的主要依據(jù)之一。碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論7從不同的觀察角度可把網(wǎng)格中資源調(diào)度策略按照不同的標(biāo)準(zhǔn)分類。下面根據(jù)調(diào)度策略的目的，把調(diào)度策略分成三種：1) 面向應(yīng)用的調(diào)度策略。它是從特定任務(wù)的角度來衡量每個可能的調(diào)度方案，從中選擇最大程度滿足特定任務(wù)要求的調(diào)度方案的調(diào)度策略。不同的任務(wù)可能有不同的要求，一般的要求是盡量縮短任務(wù)執(zhí)行時間；其他的要求包括，在使用計費資源時最小化費用，在多個資源可用的情況下優(yōu)先使用某個資源等。目前大部分調(diào)度策略都屬于這一類，如 Legion 中使用的方法。這一類策略完全不考慮調(diào)度方案對整個系統(tǒng)的影響，如果網(wǎng)格中只采用這一類的策略，整個網(wǎng)格的性能可能受到一定影響。2) 面向系統(tǒng)的調(diào)度策略。它是從整個系統(tǒng)的角度來衡量每個可能的調(diào)度方案，從中選擇能最大程度提高整個系統(tǒng)的性能，如吞吐率、資源利用率、負(fù)載平衡等方案的調(diào)度策略。值得注意的是，在一個由許多管理域(Administration Domain)組成，有多種任務(wù)的大規(guī)模的網(wǎng)格中，如果把整個網(wǎng)格作為一個系統(tǒng)，它的性能將無法衡量。所以可以把網(wǎng)格在同一個管理域中的部分作為一個系統(tǒng)，由域中的管理者來進(jìn)行系統(tǒng)級的資源調(diào)度，即把整個網(wǎng)格劃分成多個系統(tǒng)，在每個系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行資源管理。在系統(tǒng)內(nèi)采用面向系統(tǒng)的調(diào)度策略，在客戶端采取面向應(yīng)用的調(diào)度策略能在一定程度上取長補(bǔ)短，同時兼顧應(yīng)用任務(wù)和系統(tǒng)整體的性能。3) 面向資源市場的調(diào)度策略。除了上述兩類調(diào)度策略外，還有一些無法劃入兩種中任意一種的調(diào)度策略，最主要的是面向“資源市場”策略。這種調(diào)度策略由澳大利亞 Monash 大學(xué)的Rajkumar Buyya 最早提出，它的主要思想如下，把網(wǎng)格環(huán)境和市場環(huán)境進(jìn)行類比，用戶作為買方，而資源的擁有者作為賣方，資源調(diào)度的過程就是買賣雙方的交易過程，并把宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)和微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的各種模型應(yīng)用到網(wǎng)格資源調(diào)度過程中，如拍賣模型、郵件廣告模型等。結(jié)合上一節(jié)網(wǎng)格 QoS 研究，總的來說，當(dāng)前在網(wǎng)格計算的資源分配和任務(wù)調(diào)度方面的研究還存在以下問題：1) 目前的網(wǎng)格 QoS 研究和資源分配、任務(wù)調(diào)度策略大部分以系統(tǒng)為中心，較少考慮用戶 QoS 要求的相異性和多樣性，也較少考慮用戶需求的多目標(biāo)性，這就導(dǎo)致了存在資源分配無效和不公平的情況；2) 現(xiàn)在的任務(wù)調(diào)度技術(shù)一般不支持資源聯(lián)合分配或者支持能力很弱。已有的聯(lián)合分配方法采用的都是類似于網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，難以獲取全局狀態(tài)信息，調(diào)度過程中通信開銷大，聯(lián)合分配器負(fù)擔(dān)過重；碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論83) 現(xiàn)在的資源分配和任務(wù)調(diào)度技術(shù)較難適應(yīng)資源供需的動態(tài)變化。目前資源分配和任務(wù)調(diào)度時，在考慮負(fù)載變化的同時很少考慮資源能力的變化，而網(wǎng)格環(huán)境下卻經(jīng)常發(fā)生資源能力變化的情況；4) 目前在實現(xiàn)資源分配和任務(wù)調(diào)度策略中，缺乏形式化的建模和描述方法、性能評價方法；5) 任務(wù)調(diào)度是根據(jù)用戶提交的任務(wù)按照任務(wù)的類型、所需資源、可用資源等情況來安排運(yùn)行日程和策略。在實際的網(wǎng)格資源調(diào)度上，每個管理域都在開發(fā)各自的調(diào)度系統(tǒng)，很少利用已有的各個領(lǐng)域的研究成果，因此開發(fā)周期長、效率低，很難建立一套合理、靈活、高效的調(diào)度機(jī)制。 研究意義資源分配和任務(wù)調(diào)度在網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位，它對系統(tǒng)資源的使用狀況以及任務(wù)的執(zhí)行、用戶的滿意度等都產(chǎn)生直接的影響，并和系統(tǒng)中其它模塊如資源發(fā)現(xiàn)、作業(yè)管理等密切相關(guān)。本課題通過對“網(wǎng)格計算中面向 QoS 的任務(wù)調(diào)度機(jī)制和算法”的研究，在 Globus 基礎(chǔ)上建立面向QoS 的資源管理和任務(wù)調(diào)度模型，有機(jī)地集成資源篩選、任務(wù)調(diào)度模型、算法等功能模塊，并研究各個模塊之間的數(shù)據(jù)接口和服務(wù)要求，建立適應(yīng)任務(wù)的多種 QoS 要求并滿足不同用戶要求的網(wǎng)格資源分配和任務(wù)調(diào)度的服務(wù)框架。本項目研究意義如下：調(diào)度機(jī)制研究。它將為網(wǎng)格計算的相關(guān)研究和應(yīng)用服務(wù)提供理論基礎(chǔ)和支撐環(huán)境。目前國內(nèi)外在資源分配和任務(wù)調(diào)度的相關(guān)研究上已經(jīng)取得了一些成果，包括資源發(fā)現(xiàn)、資源篩選、調(diào)度算法等，但這些研究成果都只是基于資源分配和任務(wù)調(diào)度中的某個或某些局部問題取得的，而且很多是理論成果，還沒有一個機(jī)制框架能夠提供相應(yīng)的接口模塊來融合并利用已有的研究成果，以便在實際的網(wǎng)格環(huán)境中建立一個高效、可移植的資源分配和任務(wù)調(diào)度機(jī)制。當(dāng)前迫切需要建立一個開放的機(jī)制來實現(xiàn)合理、靈活、高效的資源分配和任務(wù)調(diào)度來和其它服務(wù)交互。因此，本項目的研究將有助于建立網(wǎng)格計算環(huán)境中資源分配和任務(wù)調(diào)度的統(tǒng)一機(jī)制，有利于將目前已取得的一些寶貴研究成果應(yīng)用到實際的網(wǎng)格資源分配和任務(wù)調(diào)度中，并為今后的相關(guān)研究和實際的網(wǎng)格系統(tǒng)實現(xiàn)提供理論基礎(chǔ)、方法指導(dǎo)和支撐環(huán)境。網(wǎng)格中的 QoS 研究的重要性。QoS 等于一組服務(wù)集合的性能，該性能決定用戶對服務(wù)的滿意程度，它是網(wǎng)格區(qū)別于“ 基礎(chǔ)設(shè)施” 或“中間件”的一個關(guān)鍵要素；從網(wǎng)格服務(wù)的概念看，隨著計算網(wǎng)格，數(shù)據(jù)網(wǎng)格直到服務(wù)網(wǎng)格的發(fā)展，網(wǎng)格作為廣泛、分布的服務(wù)，與用戶和其它服務(wù)的交互決定了 QoS碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論9是其內(nèi)在需求；從多樣的用戶需求看，不同的用戶，甚至同一用戶對服務(wù)的功能、性能、成本等都有不同考慮，因而使 QoS 變得重要；從網(wǎng)格資源的異構(gòu)性看，網(wǎng)格資源是異構(gòu)的，它必須為用戶提供單一系統(tǒng)映像，透明地滿足用戶需求，因而 QoS 直接關(guān)系到網(wǎng)格系統(tǒng)的性能。滿足不同用戶對 QoS 的不同需求。本項目將研究各種異構(gòu)網(wǎng)格資源性能和應(yīng)用需求的描述模型，并基于多 QoS 建立網(wǎng)格資源與應(yīng)用需求之間的映射以完成對計算資源的篩選；同時研究并設(shè)計一個以用戶為中心的、融入QoS 保證機(jī)制的動態(tài)多 QoS 網(wǎng)絡(luò)資源分配和任務(wù)調(diào)度服務(wù)機(jī)制，達(dá)到對網(wǎng)格環(huán)境進(jìn)行規(guī)范化和高效管理。因此，本機(jī)制的建立將綜合滿足網(wǎng)格系統(tǒng)和用戶任務(wù)調(diào)度的需求，提供良好的服務(wù)質(zhì)量，推動網(wǎng)格核心技術(shù)的向前發(fā)展和基礎(chǔ)理論研究。總之，網(wǎng)格計算環(huán)境中的資源分配和任務(wù)調(diào)度正處于研究初期，各種理論和算法都在探索階段，而且各項研究都處于各自為政的狀態(tài)，沒有一個開放的集成機(jī)制來集成各項研究成果，缺乏一個提供統(tǒng)一服務(wù)接口的集成環(huán)境，影響和制約了研究的推廣和應(yīng)用。因而為資源分配和任務(wù)調(diào)度建立開放的集成環(huán)境迫在眉睫，同時，網(wǎng)格本身的特點給研究滿足系統(tǒng)和用戶多目標(biāo)的調(diào)度機(jī)制帶來了巨大的挑戰(zhàn)，并為設(shè)計復(fù)雜而精妙的調(diào)度系統(tǒng)提供了動力。 研究內(nèi)容為適應(yīng)任務(wù)多種 QoS 要求并滿足不同的用戶目標(biāo)的網(wǎng)格資源分配和任務(wù)調(diào)度服務(wù)，本課題將在既有 OGSA/WSRF 框架標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，開展在網(wǎng)格計算中面向 QoS 的任務(wù)調(diào)度機(jī)制和算法的研究，具體研究內(nèi)容包括：面向 QoS 調(diào)度機(jī)制的框架結(jié)構(gòu)研究在網(wǎng)格調(diào)度層，結(jié)合已有的網(wǎng)格服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施，集中考慮任務(wù)調(diào)度過程中的關(guān)鍵步驟和用戶的多種 QoS 要求，設(shè)計一個合理、高效的任務(wù)調(diào)度機(jī)制，且具備相關(guān)接口的實現(xiàn)滿足服務(wù)網(wǎng)格的架構(gòu)。調(diào)度機(jī)制中主要步驟為在提取任務(wù)、資源的 QoS 屬性基礎(chǔ)上進(jìn)行資源的初步篩選，接著運(yùn)用一定的調(diào)度算法進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，且在調(diào)度中保障 QoS 要求。調(diào)度機(jī)制中相關(guān)組件的實現(xiàn)原理研究根據(jù)調(diào)度機(jī)制運(yùn)行的關(guān)鍵步驟劃分組件，主要構(gòu)成和研究內(nèi)容有：不同網(wǎng)格任務(wù)需求和資源 QoS 參數(shù)的提取方法；基于任務(wù)需求與資源 QoS 參數(shù)之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)資源篩選的原理和方法；通過考慮任務(wù)之間的約束關(guān)系以及資源的動態(tài)變化情況，研究基于 Petri 網(wǎng)的任務(wù)調(diào)度模型；調(diào)度機(jī)制的服務(wù)接口類型和實現(xiàn)原理研究。多 QoS 的任務(wù)調(diào)度算法研究碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論10在 Petri 網(wǎng)調(diào)度模型基礎(chǔ)上，研究如何在任務(wù)調(diào)度過程中綜合考慮任務(wù)的多種 QoS 需求（如時間、價格等）和資源的動態(tài)變化，設(shè)計一個有效保證QoS 的任務(wù)調(diào)度算法，算法要能切合網(wǎng)格實際情況，具備一定的優(yōu)越性。