邹德清[1]2004年在《具有QoS保障的服务网格关键理论与技术研究》文中进行了进一步梳理网格是继传统互联网、Web之后的第叁个大浪潮,可以称之为第叁代互联网。传统互联网实现了计算机系统的连通,Web实现了网页的连通,而网格试图实现互联网上所有资源的全面连通。网格将成为未来的网络基础设施,几乎所有的应用都将基于网格。网格应用领域的重点目前已开始从单纯的科学计算转到科学计算和非科学计算并重上面来。服务网格需要为各类应用提供一种通用的、协同共享的标准中间件,开放式网格服务体系结构OGSA(Open Grid Service Architecture)的提出,标志着服务网格的研究进入了实质性的阶段。服务网格采用标准的“服务”方式,对各种类型应用提供统一的支持。Web服务资源框架WSRF(Web Services Resource Framework)的提出,加速了网格技术和Web services技术的融合,以及科研界和工业界、商业界研究的接轨,新的服务标准化道路正在逐步形成,基于服务网格平台和标准化协议的各种应用将充分发挥整合共享的优势。HowU信息处理平台正是基于服务网格的理念设计出来的。网格的理念已经逐步得到了社会的认同,但如何采用一种数学的方式来定义网格,对网格中发生的行为进行形式化的描述,这是网格研究者迫切需要解决的问题,此类问题的解决也能为网格的进一步研究和网格系统的开发提供理论指导。作为HowU信息处理平台的理论基础,网格形式化框架及行为规则模型VSP(虚拟组织V、服务池S以及物理资源池P)充分考虑了服务网格的本质特征:动态性、协同性以及服务质量,采用离散数学工具对网格框架进行形式化定义,采用ASM(Abstract State Machines)对网格的行为进行规则描述。如何有效组织、管理和获取服务及其信息是解决服务网格服务质量的一个关键因素。在当前国内外流行的网格信息服务的基础上,HowU信息服务器体系结构分为两个层次:多索引服务器结构和组织域信息服务。多索引服务器结构提供全局的服务路由,同时维持下级注册服务的可用性。组织域信息服务保证服务的当前信息有效性,用于组织域内服务的协商和调度决策。信息的发布是以“服务”为单位的,
孙海洋[2]2008年在《制造网格中的服务质量保障机制及关键技术研究》文中进行了进一步梳理作为网络化制造的一个研究热点,制造网格(Manufacturing Grid,MG)的本质是实现制造资源的共享和协同工作。随着制造网格从研究向应用的发展,是否具有健全的服务质量保障机制,包括信任管理机制、运行保障机制、利益分配机制、评价管理机制等,能否有效维护参与者各方的既有利益,已成为制造网格应用价值的关键评价因素。论文首先从研究MG-QoS(Manufacturing Grid-Quality of Service)系统开始,从多个方面分析制造网格系统对于MG-QoS的需要,并建立了MG-QoS的体系模式,从制造网格的虚拟企业本质出发,把作为虚拟组织形态方式存在的一种制造模式——制造网格与原先的虚拟企业和传统的制造企业进行对比,围绕虚拟企业管理的特点,从管理学角度对MG-QoS研究进行支持。提出MG-QoS的系统结构,把MG-QoS的主要研究内容确定为信任管理、服务等级(Service Level Agreement,SLA)管理和评价管理叁部分。并详细分析了MG-QoS包括的各个主要功能模块与制造网格平台系统中其它功能模块之间的关系,对制造网格服务质量保障系统在制造网格中所处的核心地位进行说明。其次,论文从分析MG-QoS中的信任机理出发,深入研究了其信任管理机制,确定制造网格中信任体系构建的基本思想,然后以该基本思想为指导,建立了制造网格的双层可信性认证体系结构,包括制造网格中企业的可信性认证和制造资源的可信性认证,并采用层次分析法对可信性认证进行实现。接着,论文分析了MG-QoS中SLA管理机制提出的必然性,包括作为制造网格发展潜在动力的合作与竞争,作为机会主义存在根源的自私性和对利益最大化的追求,以及企业契约理论在制造网格中的表现。确定SLA管理机制的体系结构和研究内容,引入SLA管理生命周期的概念,使协议协商成为整个SLA管理的核心内容,而作为必要辅助工作的协议管理也主要围绕制造网格SLA管理中的协议协商展开。并针对具体的实现方法,对协议协商中可能采用的数学方法进行分析,最终放弃了完全依靠效用函数的Nash协商模型理论,而采用了不需要效用函数的交互式多目标协商方法,对协议协商在制造网格平台系统的实际应用起到重要作用。随后,论文分析了MG-QoS中评价的本质和特点后,确定其评价管理包括的基本内容和评价思想,然后通过选择评价模式,建立评价理论和评价指标体系,完成了MG-QoS中的评价系统,从而为制造网格中制造资源的选择提供借鉴和参考,为保护制造网格平台系统参与者的利益提供支持,并对减少整个制造网格平台系统的运行成本和提高工作效率起到积极作用。最后,对本文研究的MG-QoS相关的内容进行开发和实现,尽管在实际的开发和实现过程中由于具体情况的不同,使理论研究的内容不能直接适应制造网格在制造业实际中的应用,但在理论研究的指导下,我们仍然获得了一些有价值的经验和体会,为制造网格理论的进一步完善以及与制造业实际应用更加紧密结合奠定了扎实的基础。
丁长松[3]2012年在《计算网格中基于可用性评估的资源预留关键技术研究》文中研究指明网格计算作为支持全球化资源共享与协作的关键技术,具有广泛的应用前景。在网格环境中,资源的动态性、异构性、自治性等特点致使网格用户很难获得高质量的服务,网格系统通常采用资源预留机制来保障网格用户的服务质量。然而,资源预留机制由于受到网格资源服务不确定性的影响而难以保证其性能,且资源预留对整个网格系统的性能、本地任务的执行也有负面影响。因此,研究构建可综合考虑各参与方利益、并能有效控制预留负面影响的网格资源预留机制,以期实现为网格任务提供“非凡的服务质量”,具有重要的理论价值与广泛的实用意义。为了保证网格服务质量,资源预留机制必须保障预留时间段资源服务的可靠性、减少资源预留带来的负面影响。本文从预留违约风险、参与方预留收益、资源价格、接纳预留可靠性等方面着手,重点研究有效保障网格任务QoS、降低预留负面影响、增加接纳预留可靠性的方法,主要研究工作与创新如下：1.面向用户收益—风险均衡的预留模型针对网格资源服务的不确定性将导致资源在执行网格任务时难以遵守既定约定、从而无法实现资源预留目标的问题,基于对资源违约与预留收益的分析,建立了“收益—风险”模型。模型通过收益和风险来评估资源节点在预留中的性能表现,依据数学期望和方差理论分别预测收益与风险；针对模型中双目标规划问题,利用效用函数将其转换为凸二次规划问题,进而求解出可平衡预留收益与风险的均衡预留方案(BBR)；在求解过程中通过调整风险厌恶因子来满足资源使用者对风险与收益的偏好,以期预留方案能适应实际网格环境。仿真实验表明,与目前广泛采用的预留策略相比,BBR在任务违约率、资源利用率等性能指标上具有明显的优势。2.基于效用驱动的资源预留策略在分析资源价格、资源市场竞争力以及资源预留收益叁者关系的基础之上,提出了一种基于效用驱动的多节点协同预留策略(UDS)。通过对运行在资源上任务的QoS指标分析,形成了QoS满意度量化方法,建立了资源服务QoS与市场竞争力的函数关系,并以市场经济环境为背景,通过价格杠杆调节各资源提供方的收益,求解得出可平衡各资源节点预留收益的协同预留方案。理论分析与仿真实验表明,UDS在资源负载均衡、平衡资源节点相对收益率以及任务QoS均衡保障方面的性能表现显着优于传统的预留策略。3.面向资源提供者利益和用户QoS保障均衡的预留机制针对传统的预留策略往往仅考虑资源提供方或使用方的利益、或仅以用户QoS保障为单一目标等问题,通过分析资源预留各参与方预留收益,提出了一个可以均衡网格用户QoS保障和资源提供者利益的资源预留机制(CPRM)。该机制基于本地任务的统计特性,理论分析得出不同本地管理策略下的资源定价方法；通过将本地任务与网格任务竞争资源的非合作博弈问题转化为系统收益最大化问题进行求解,提出了预留方案求解算法。仿真实验表明,与传统的预留策略相比,CPRM能使各资源节点负载趋于平衡,并能有效提高空闲资源的利用率。4.可靠性增强的资源预留策略针对网格资源节点负载的动态性会导致资源服务能力动态变化、从而难以决策是否接纳资源预留申请的问题,基于资源节点接纳预留请求可靠性分析,提出了一个可适应网格用户偏好的预留请求接纳策略(RRS)。该策略通过分析资源本地负载和已接纳预留任务的实际执行数据来获取资源服务能力；以资源能力可满足预留需求的概率来评估资源接纳预留的可靠性；通过调整预留接纳阀值来满足网格用户对预留接纳风险的容忍程度。仿真实验表明,RRS在保障预留任务违约率方面有良好的表现,尤其当预留任务请求率从15%上升到25%时,与传统的资源预留策略相比其预留违约率可降低5%。
钟锋[4]2009年在《基于网格的煤炭企业信息化关键技术研究》文中指出本文首先探讨了数字矿山框架的不足和当前煤炭企业信息化建设中遇到的问题,利用企业网格的优点,给出了基于企业网格的数字矿山模型EGBDM并讨论了其特点与需求。在此基础上,定义了煤炭企业网格e-Mine并设计了其拥有资源层、管理层、服务层和应用层的四层体系结构。在e-Mine体系结构下,详细研究了煤炭企业资源虚拟化机制,对煤炭企业资源进行建模,实现了其网格服务化封装并根据煤炭企业现有的管理模式提出了e-Mine资源叁层混合模型组织结构和相应的2阶段资源注册／检索算法。针对煤炭企业日常安全生产任务的QoS需求,结合时间Petri网与工作流网提出了时间工作流网TWF_net作为e-Mine下任务的工作流建模工具并实现了其流程基于WS-BPEL语言的服务组合描述；给出了考虑任务优先级且带有QoS保障的任务调度算法。文章最后设计了e-Mine的原型系统,基于GridSphere框架实现了e-Mine网格门户并对煤炭企业特有的遗留资源网格服务化封装技术进行了研究。
胡周君[5]2010年在《计算网格中面向QoS的资源可用性评估模型研究》文中研究表明作为下一代并行与分布式计算平台,网格聚集大量地理上分布的、异构的、各种各样的资源解决大规模科学计算与商业应用问题。在这样一个非集中式、动态和自治的环境中,为用户提供QoS有保障的计算服务是当今面向服务架构下网格计算的一个重大挑战。针对这一问题,过去的大量研究中缺少考虑以下2个方面的资源量化信息：(1)由于软硬件故障、安全、资源提供者或网格组织的自主使用策略等因素导致网格资源在一定时间内无法为网格用户提供服务,需要根据资源的历史行为来确定资源在未来时期内的可用或不可用状态信息；(2)在网格资源为用户提供服务时,由于资源负载的动态变化以及资源能力的异构性,需要从用户的角度来确定资源动态可用能力大小的信息。因此,本文提出资源可用性评估模型,为面向QoS的任务调度提供有效、准确的依据,以期解决服务网格环境中用户QoS保障问题。本文主要工作与创新如下：1、QoS增强的基于可用度预测的作业执行服务部署从应用的角度提出了一种资源可用度量化方法,并结合监测分析资源可用度历史数据中噪声的影响,提出了一种基于灰色模型的资源可用度预测模型MRAPGM。MRAPGM首先利用小波分析方法对资源可用度历史数据进行噪声过滤,再利用灰色预测模型预测出资源在未来某一时间段内的资源可用度,并通过大量实验确定了模型中使用的小波以及相关参数。在资源可用度预测基础上,借鉴冗余思想,提出了可用度增强的作业执行服务AEJES的概念及其确定方法。基于AEJES提出一种可用度增强的作业执行模型AEMJE,该模型在资源收益和用户QoS之间取得了一定的平衡,从而既保障了用户的QoS需求又避免了过多的资源浪费。2、面向QoS的资源动态可用能力评估提出了一种基于排队系统的网格资源动态服务模型RSMQT,提取了刻画资源(集)动态可用能力的评估指标。基于资源服务模型,提出了一种面向用户QoS的动态资源能力评估机制RPEMQT,根据对资源可用能力评估指标进行监控与统计分析得到的历史数据,从用户和资源提供者的角度对资源(集)可用能力进行量化。理论分析和实验结果表明,基于排队理论的资源服务模型和评估机制提高了用户资源选择的满意度。3、基于可用能力评估的资源筛选策略基于资源(集)可用能力评估得到的可用能力评估指标,利用基于PSO的聚类方法对具有等价指标值的AEJES服务进行聚类,提出了一种逻辑服务组织结构LSC,以降低服务选择的时间复杂度。基于可用能力评估结果和逻辑服务组织结构,提出一种满足用户QoS要求的服务筛选策略。通过实验验证了逻辑服务簇内服务相似性对服务选择效率的影响,并确定了最佳逻辑服务簇数目、聚类周期等相关参数。同时,实验结果还表明引入本文服务组织结构的调度算法可显着降低任务的执行时间。4、基于可用性评估的资源分配与任务调度基于可用度增强的作业执行模型,利用服务筛选得到的候选AEJES集合,将资源分配描述为一个非合作博弈过程,提出了一种可用性增强的资源分配方案。最后,将该分配方案应用到工作流任务调度问题中。实验结果表明,利用资源可用性评估的调度算法能显着增强用户的QoS保障水平。本文建立了一套较完整的基于实际系统的网格资源可用度和动态可用能力量化评估分析模型,为QoS约束条件下的任务调度提供高效、准确的资源可用性信息,为当前新兴网格应用提供可信的理论和实践支持,以期解决已有研究成果中难以为各类商业网格用户提供高满意度的QoS问题,进一步推动新型网格技术走向更为广泛的商业应用。
郑美光[6]2011年在《面向QoS的网格应用—系统平衡型优化调度方法研究》文中提出随着网格系统逐步从科研领域走向更加广泛的商业领域,面向服务的网格已成为主流趋势,网格任务调度的研究重点是“提供非凡的服务质量保证(Non-trivial QoS Guarantee)"。网格系统提供QoS保证能力时明确区分了应用QOS指标和系统QoS指标,当前面向QoS的调度策略通常单独考虑网格应用的QoS需求或仅仅优化网格系统的目标,亟需一个既能保障应用QoS指标又能适应网格系统内在需求的合理、高效和公平的调度决策机制。因此,面向QoS的网格应用—系统平衡型优化调度研究具有良好理论价值和实用意义。网格系统和网格应用从各自的角度提出不同的QoS指标,之间不存在简单直接映射关系,优化系统QoS指标的策略在实际中可能无法满足用户所提出的QOS需求,优化应用QoS指标则可能损害系统性能参数。基于对应用与系统双方QoS指标之间关联特性的深入分析,本文开展平衡应用与系统QoS指标的网格优化调度研究,重点考虑的应用QoS指标包括用户通常最关注的应用完成时间和执行费用,系统QoS指标则包括系统负载均衡程度与计算经济理论中最常用的系统目标—系统总收益,以期实现用户QoS保障并满足网格系统的内在需求。论文的主要工作和创新如下：(1)面向通用网格应用的平衡型优化调度策略针对网格应用和网格系统双方的QoS需求存在一定冲突,提出了一种基于序贯博弈的平衡型优化策略SGPUBO。 SGPUBO以应用完成时间和系统的负载均衡程度为优化目标,将调度过程分为活动分发和处理器分配两个阶段,首先按照资源性能进行活动分发,之后基于已接纳活动的执行情况在资源内部实施处理器分配,通过两个阶段相互迭代求解获得最终分配方案。通过大量实验分析可知：SGPUBO具有集中分配特性,基于该特性,通过采用站点一活动队列的截尾处理方案,提出了可进一步优化应用完成时间的SGPUBOwTM算法。实验结果表明,与经典调度算法Min-Min和Sufferage相比,SGPUBOwTM可在短时间内求解处理大规模网格应用调度问题,并且在网格应用的完成时间和网格系统的负载均衡等方面都有更好的表现。(2)面向工作流应用的平衡型优化调度策略针对经典的工作流逆向分层方案中均匀分配截止期宽裕时间将造成宽裕时间浪费这一缺陷,提出了一个非均匀浮差的工作流截止期分配预处理方案DBL_UnevenExt。为了优化截止期分配的活动选择,DBL_UnevenExt基于“服务级差性价比”实施截止期分配,并参考“服务级差”中“时间性能差”的分配需求,以非均匀方式分配工作流截止期宽裕时间。实验表明,DBL_UnevenExt的截止期分配方案可将截止期宽裕时间分配给更适当的活动,扩展了工作流应用子任务的费用优化区间。在采用DBL_UnevenExt实施工作流预处理的基础上,对每一个子工作流以实时模式进行基于序贯博弈的平衡型优化,进而研究提出了一个费用目标下工作流应用的平衡型优化算法DBLUCUBO。实验结果表明：DBLUCUBO在工作流执行费用和网格系统的负载均衡程度方面的性能表现显着优于同类经典工作流调度算法。(3)面向全局收益优化的管理域内平衡型调度策略针对当前管理域内的调度大多沿用传统分布式系统的本地调度器、不能很好地适应商业应用环境中对公平性和合理性的新需求这一问题,提出了一种最大化管理域全局收益的域内调度策略CGBMA。该策略在建立管理域内的合作博弈模型并定义管理域的“平衡状态”基础上,通过理论分析得出管理域系统处于平衡状态时可以实现全局收益最大的结论。据此,将管理域内的调度问题转化为任务零售价、任务市场价和任务分配量的更新迭代过程。实验结果表明：与Proportional Share、Double Auction算法相比,CGBMA可实现管理域的最大全局收益。针对上述实验分析同时发现,当任务规模增大时,CGBMA的市场淘汰特性将愈加明显而致使负载不均衡加剧。为此,在CGBMA算法的基础上进一步实施负载均衡优化,依据资源的负载情况来动态调整合作博弈模型的关键参数,并提出了一个全局收益优化的负载平衡调度算法CGBMAFI。通过大量实验表明,管理域采用CGBMAFI进行调度时,本身可实现全局收益的优化,而用户则可以获得更优的应用执行时间和性价比。
李亚军[7]2010年在《无线城域网格网（WiMAX Mesh）QoS联合优化关键技术研究》文中指出作为一种新兴的无线通信技术，无线网格网（Mesh）已经被越来越多的人认可为下一代网络通信的关键技术之一。近些年来，由于其高速率和广覆盖等传输性能，无线城域网格网（WiMAX Mesh）在商界和学术界备受关注。与传统的无线Ad-hoc不同，WiMAX无线Mesh路由器通常安放在固定位置而且由可靠电力线电源供电，并不受能量约束限制；同时，其网内的业务主要是来往于因特网的业务。因此，无线Ad-hoc网中两个主要的问题，即能量约束和节点移动性，对WiMAX无线Mesh网已经不再重要。相反，提供服务质量保障（QoS）成为提高WiMAX无线Mesh网性能的关键。本文针对WiMAX无线Mesh网中提供QoS保障的联合优化关键技术展开研究，其目的是结合WiMAX无线Mesh网MAC层不同调度机制的特点，提出集中模式下的最大效用优化和分布模式下的融合化MAC层方法，系统地研究联合MAC层调度的优化解决方案来实现QoS保障。具体地说，在集中模式下，通常有一个节点（一般为网关节点）来负责协调和管理整体网络的调度，这样的方式在某种程度上提供了一个全局优化的可能，因此集中调度模式下以受MAC层链路调度约束的最大效用函数的联合优化为主；而在分布式模式下，由于标准定义了一个伪随机竞选算法来解决无线链路的竞争问题，优化方法转而为合理高效地使用MAC调度机制来成功实现QoS保障。基于这两种方法，本文的主要研究内容有：1，提出了一个集中调度模式下QoS多路径路由分配的联合优化算法。算法把无线Mesh网中的多路径路由分配问题归结为一个网络效用最大化问题。利用网络效用最大化的优化方法，同时结合无线Mesh下的链路竞争矩阵模型，建立了基于多业务流类的多路径路由分配联合优化问题模型。针对该问题的求解，本文先引入最近优化算法解决了原问题目标函数的非严格凹函数性，然后又用原始对偶解法对优化问题进行了求解。本文证明了联合优化问题的收敛性。仿真实验表明，问题的优化解能够探测和感知到具有最大干扰的链路，准确地降低该链路的使用率，从而使网络的整体优化目标得以实现；同时，与其它算法相比，该优化算法能获得更好的网络总体收益。基于效用函数凸优化框架的算法为解决QoS多路由分配问题提供了一个新的思路。2，提出了一个集中调度模式下联合MAC层调度的速率控制优化算法。该算法的目的是在无线干扰环境下，通过控制无线Mesh网节点的数据速率使其都在承载容量范围之内从而避免网络过载所带来的性能损失。利用-干扰模型下的激活集概念，提出了以MAC层链路调度为约束的联合速率控制凸优化问题模型。本文从理论上证明了该凸优化算法的强对偶性，从而保证了原问题的优化解和对偶问题优化解的一致性。通过理论分析和证明，联合MAC层调度的速率控制问题被原始对偶解法完美地分拆为链路调度和速率控制子问题从而能应用到传统的分层网络系统中。为了降低链路调度控制子问题的算法复杂度问题，该算法还使用了生成列算法。仿真结果表明：该算法不仅降低了算法复杂度，而且具有良好的收敛性，可以达到满意的次优解。3，提出了一个实现在WiMax无线Mesh网MAC层上的分布式路由算法。考虑到无线Mesh中路由层需要依靠MAC层链路调度来提供足够的带宽保证，该路由算法实现在MAC层上。利用WiMax无线Mesh标准中的伪随机竞选算法，该算法利用各个节点当前MAC层的调度信息分布式地决定下一跳的路由，从而达到为实时业务流提供具有最短端到端时延路由的目的。仿真结果表明，该算法可以明显降低实时业务的端到端时延，能提供分布式的动态路由。4，实现了WiMAX无线Mesh网中异构QoS保障的公平分组调度算法。基于WiMAX的无线Mesh分布式调度标准，本文构建了一个实现在MAC层的区分服务框架并提出了适合异构流业务的公平模型。同时，利用了WiMAX标准的分布式调度机制，本文实现了联合调度的异构QoS感知的公平分组调度算法。算法首先实现链路调度以完成带宽分配，并实现了一个层次分组调度子算法。分组调度算法在异构QoS需求类之间实现严格的优先级服务策略，而在同优先级业务之间则实现了公平分组调度。仿真结果表明，算法可以保证区分服务从而满足不同业务的QoS需要。同时，与其它算法相比，该算法还可以提高系统的吞吐量。
李玺[8]2011年在《面向可靠性的网格工作流调度模型与算法研究》文中提出随着网格技术的发展和应用,研究重点已经从实现网格系统各核心组件及其基本功能逐渐转向如何保障网格提供非平凡的服务质量(QoS)。可靠性就是非常重要的QoS指标之一。随着网格应用领域的不断扩展和深入,网格可靠性问题成为制约网格技术全面应用的重要因素。然而,由于网格系统本身的复杂性、动态性和异构性,使得网格可靠性难以得到充分保障。近年来,研究者不仅针对网格系统的可靠性建模、评估、分析技术展开研究,而且在网格系统架构的搭建、网格资源管理和任务调度等方面也开始融入可靠性方面的内容。网格工作流已逐渐成为网格环境中设计大规模科学应用的典型范式,其调度问题是网格工作流中关键问题之一,直接影响网格工作流是否能够成功、高效地执行。因此,面向可靠性的网格工作流调度研究具有良好理论价值和实用意义。网格的动态性和自治性等特征给工作流的成功、高效运行带来了巨大挑战,为了有效保障和提高网格环境中任务执行的可靠性能与性能,本文基于对网格系统中不同层面可靠性研究的深入分析,针对网格工作流调度所面临的难点和挑战,重点研究高效的网格工作流调度机制以及提高工作流执行可靠性的策略,论文的主要工作和创新包括：(1)研究并提出了基于M/M/N型可修排队系统的网格资源可靠性评估模型及相应的动态网格工作流调度模型针对网格资源会发生失效并以一定概率进行恢复的情况,采用M/M/N型可修排队系统建立了一个多集群环境中网格资源的可靠性和动态处理能力的综合评估模型。通过模型求解得到各资源站点的稳态可用度、平均队长等指标,据此估算各资源站点上的任务平均排队等待时间。该模型综合考虑了网格资源可能失效以及各资源站点的动态负载情况,更加符合网格系统的实际情况。基于所提出的资源可靠性评估模型,研究提出了一个排队时间感知的动态网格工作流调度模型并设计了相应的动态网格工作流调度算法(QTADGWS)。该算法采用基于列表的调度方式,通过最大化程度重迭工作流任务的数据传输时间和排队等待时间来获取最优性能。仿真实验结果表明相较HEFT、CPOP算法,QTADGWS算法在完成时间和任务平均等待时间等方面能有更好的性能。(2)提出了用户截止时间约束下的可靠工作流调度算法针对多集群网格环境,采用Markov过程对资源站点的处理单元进行可用性建模,并结合随机服务模型描述网格资源的动态负载压力和动态处理能力。提出了工作流截止时间满意度的概念,并基于资源的可用性和动态服务模型,给出了工作流截止时间满意度的计算方法。基于最大截止时间满意度优先的思想,将工作流全局截止时间划分问题描述为一个约束下的非线性规划问题并通过已有方法求解,进而提出了一种截止时间满意度增强的工作流调度算法(DSESAW)。仿真实验结果验证了该算法在网格环境的适应性和用户截止时间保障方面的有效性。(3)针对实际网格环境提出了自适应工作流调度机制和可靠性增强策略针对实际的网格环境——Open Science Grid(OSG),基于工作流系统Swift,提出了一个多阶段网格工作流调度机制,主要包括资源站点发现、资源站点初始评估以及资源站点动态评估和选择。通过基于时间序列的性能预测值评估各资源站点的初始性能,提出了一个基于网格资源站点自适应评分机制的选择算法。为了提高工作流执行的可靠性并尽可能缩短执行时间,设计了一个增量式的任务副本策略,并采用各资源站点任务排队等待时间的经验累积分布函数图来优化任务副本的设置参数。在OSG中完成的大量实验结果表明,所提出的算法和策略能够有效减小工作流调度长度和作业拒绝率。引入多阶段工作流调度机制及优化策略后,能够在OSG中成功完成的Swift工作流规模从包含上百个子任务增加到了四千。
李燕君[9]2009年在《面向事件检测的无线传感器网络服务质量保障》文中指出服务质量广义上是服务提供者与用户之间的协定。保障一定的网络服务质量(QoS)对于任何类型的网络都是最重要的设计指标。无线传感器网络(WSN)的本质目标是按照用户对信息准确度的要求提取物理世界的模型参数。它必然要为它的服务提供QoS保障。本学位论文针对面向事件检测的WSN,从连通质量保障、保障连通覆盖质量的节点部署、实时路由及传输保障以及衰落信道下的信息质量保障等方面研究了QoS保障的基本理论和关键技术。首先,在对WSN的协议和算法进行理论论证和性能评价时,常常需要抽象出一些重要的模型,如传感模型、通信模型、网络模型和能量模型等。本文总结、分析并改进了相关模型,主张采用的模型应尽量与实际相近,使理论结果更加可信。连通性是形成网络的基础。为了保障随机部署网络的连通性,本文分析了不对称对数阴影模型下WSN的连通质量随节点密度增大的变化法则及其影响因素。在节点分布服从泊松点过程并消除边界效应的前提下,导出了网络无孤立点概率的闭环表达式,作为网络单连通概率的上界,并由此得到了使网络单连通的节点密度的紧下界。推导过程将本地链路特性与全局网络的连通性联系起来,可以清楚看到各种因素诸如路径衰减系数、阴影方差、发射功率和编码方式等对网络连通性的影响。针对用户对区域的非均匀覆盖和概率连通要求,本文提出了保障覆盖连通质量的节点部署策略。将部署问题转化为多目标优化问题,采用了禁忌搜索和遗传算法两种启发式算法分别求解该多目标优化问题。仿真结果表明这两种算法求解的部署方式都优于随机部署和规则部署,并且,遗传算法由于提供了非支配解,可供用户根据实际条件选择部署方法,能更好地在两个目标之间找到权衡。为了使实时数据在用户指定的截止期内完成从源节点到基站的可靠传输,本文提出了基于两跳邻居信息的实时路由协议THVR。THVR将贪婪距离和剩余能量都转化为虚拟速率,并基于两跳虚拟速率选择转发节点,加上节能的主动丢包控制策略可以较好地提高能效。THVR在每次选择转发节点时采用了类似“望远镜”的功能,观察了两跳范围内的链路性能,实现了两跳范围内的延迟和能耗优化。仿真结果显示提出的路由方案比基于单跳邻居信息的两种常用的实时可靠路由的截止期错失率更低,能量效率更高,而且能获得更好的能耗均衡。最后,针对衰落信道下的信息融合问题,本文研究了在最优似然比融合规则的基础上提出了叁种次优算法。它们相比比最优算法占用系统资源少,复杂度低,适用于在不同的信噪比环境。在资源受限的WSN中,针对不同的应用场合,选择的融合规则要在性能,耗费资源量和复杂度之间获得折衷。
吕智慧[10]2004年在《基于服务网格架构的内容分发关键技术研究》文中研究表明网络技术和应用随着Internet的发展壮大得到了飞速的发展，特别是随着宽带网络技术和多媒体技术的发展使得远程教育、可视电话、视频点播、视频会议等多媒体应用进入千家万户成为日常生活的一部分。宽带IP网络上的资源正在被大量创造出来，以满足宽带丰富媒体业务增长的需要。在这种情况下，迅速发展的宽带丰富媒体业务不仅对通信网硬件载体和主干网带宽提出了越来越高的消费要求，而且对软件中间件体系也提出了更高的要求。内容分发网络CDN(Content Delivery Networks)技术在现有的Internet之上增加一层新的应用层网络架构，通过在网络的边缘布置若干缓存服务器，将网站中心服务器的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，确保内容以一种就近的方式为用户的请求提供服务，提高了用户访问内容的响应速度，因此成为一种专门用于通过互联网传递丰富媒体内容的解决方案。虽然CDN技术与传统的内容发布模式相比显示出了很大的优势，但是随着IP网上用户数和对丰富媒体数据需求的大规模增长，CDN在发送体系、资源模型、发送机制、资源分配等各方面还是显示出很多不足之处。下一代互联网中，随着网络应用和服务的日益丰富，多媒体数据的传输将占越来越大的比重，多媒体分发在广域网范围内的进一步发展需要新一代可扩展的、高效、灵活的中间件平台的支持，而网格的兴起正是代表了下一代中间件平台技术的主流。本论文属于国家自然科学基金项目“基于网格架构的丰富媒体内容分发网络研究”研究成果的一部分。从分析传统CDN内容分发技术的缺陷和不足出发，基于新兴的网格分发技术，提出新型的基于服务网格架构的分布式内容分发服务解决方案——称为内容分发服务网格，并从体系架构和服务模型、资源模型和服务定位、资源预留与联合分配、QoS控制与SLA协商、系统性能评估模型等几个主要的关键技术展开研究，提出相关的算法、策略和方案。 论文首先从总体上提出一种新型的基于服务网格的内容分发整体架构——内容分发服务网格，包括Intergrid-intrapid系统架构，层次型Intergrid VO关系架构；进一步抽象出内容分发网格的新型服务模型。针对一般内容分发网络资源模型和计算网格资源模型的不足，论文提出一种有效的适用于内容分发环境的资源组织、管理，与虚拟组织相结合的层次化基于服务网格架构的内容分发关键技术研究资源树模型(VO一Assistant Hierarchical Resource Tree Model)—VAHRTM模型。VAHR刀随模型依据内容资源之间的网络通信性能在纵向上将资源组织成层次化的结构，使得资源的组织方式能够反映实际的网络拓扑。同时，横向上处于同一深度的资源可以动态地组成虚拟组织，来联合提供内容服务。基于虚拟组织资源发现机制，我们研究了一种高效的网格内容服务定位机制。通过算法设计，理论分析和实验分析初步证明了模型的特色和优势所在。 在资源模型的基础上，论文分析了现在广域网多媒体系统GARA资源预留等各种资源分配模型存在的问题，提出一种新型的按需队列(on Demand Queuing)的资源分配方案应用于内容分发的动态服务过程，提出了按需队列方案的整体功能架构，重点研究了按需队列方案中的层次型调度机制和监控适应机制，并设计了其中的关键算法。 CDN作为应用层网络(Application uyer Network)的解决方案，尤其需要从应用层来监控和评估。论文提出内容分发服务网格的评估模型作为服务模型的一个分支来研究，通过扩展排队网络(Queuing Network)理论的基本评估参数体系，建立了新型的内容分发服务网格的评估模型和相应的评估参数体系，包括系统配置参数体系，模型参数体系和测量参数体系，在参数设计上充分考虑了内容分发层次结构和虚拟组织协作服务机制，并提出使用XML技术来描述和表述实际获取的参数测量数据。 在实验与分析中，我们基于VAHR刀M模型设计了TRRR算法来开展内容推送实验，通过理论性能分析，模拟测试和一定规模的实际环境测试，证明了VAHRrM模型和TRRR算法新的特性和优势。我们提出了基于OGSA一G”的内容分发服务网格Intragrid软件架构，并进一步提出基于OGSA~G了3的v0D Intergrid系统实现方案。根据新的方案，开展了相应的VOD内容点播实验和文件下载实验，对实验验证结果进行了对比分析，实验结果初步证明了方案的实际应用价值。论文最后对所作的工作进行总结，并指出有待进一步开展的工作。 总的看来，本文的研究成果对于内容分发技术本身和基于网格架构的内容分发技术的研究都具有一定的理论指导作用，尚未见国内外有比较深入的相关研究。通过实验分析和应用方案设计也初步证明了本论文的研究具有较大的实际推广应用价值。笔者认为，随着目前服务网格技术本身和内容分发技术两者迅速的发展，这里提出的基于服务网格架构的新型的内容分发技术将不断拓宽网格技术的商业化发展道路，具有广阔的产业化应用前景。
参考文献：
[1]. 具有QoS保障的服务网格关键理论与技术研究[D]. 邹德清. 华中科技大学. 2004
[2]. 制造网格中的服务质量保障机制及关键技术研究[D]. 孙海洋. 上海大学. 2008
[3]. 计算网格中基于可用性评估的资源预留关键技术研究[D]. 丁长松. 中南大学. 2012
[4]. 基于网格的煤炭企业信息化关键技术研究[D]. 钟锋. 中国矿业大学（北京）. 2009
[5]. 计算网格中面向QoS的资源可用性评估模型研究[D]. 胡周君. 中南大学. 2010
[6]. 面向QoS的网格应用—系统平衡型优化调度方法研究[D]. 郑美光. 中南大学. 2011
[7]. 无线城域网格网（WiMAX Mesh）QoS联合优化关键技术研究[D]. 李亚军. 上海交通大学. 2010
[8]. 面向可靠性的网格工作流调度模型与算法研究[D]. 李玺. 中南大学. 2011
[9]. 面向事件检测的无线传感器网络服务质量保障[D]. 李燕君. 浙江大学. 2009
[10]. 基于服务网格架构的内容分发关键技术研究[D]. 吕智慧. 复旦大学. 2004
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