【摘要】：隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)密集型計(jì)算變得越來越普遍。云計(jì)算以其價(jià)格低廉、高性能的計(jì)算、適合交互性強(qiáng)的計(jì)算和用戶使用資源方便得以在工業(yè)界迅猛發(fā)展，也成為了熱門的研究課題，特別是關(guān)于資源管理與任務(wù)調(diào)度的研究。在過去，對于數(shù)據(jù)副本的管理，主要偏向于安全性，而忽略了副本本身可以被訪問，用來增加數(shù)據(jù)本地性，而靜態(tài)地規(guī)定副本的個(gè)數(shù)。在數(shù)據(jù)傳輸方面，沒有考慮云計(jì)算系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)帶寬，從而可能會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷。對于負(fù)載均衡，由于沒有從任務(wù)本身出發(fā)，造成有的算法雖然接近最優(yōu)解，但時(shí)間復(fù)雜度過大或者算法簡單，但負(fù)載均衡性差。另外，提高云計(jì)算系統(tǒng)的整體性能，不是只考慮數(shù)據(jù)本地性或者負(fù)載均衡，它需要平衡所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和任務(wù)排隊(duì)時(shí)間等多個(gè)方面。 針對以上問題，我們提出了一套算法框架，它根據(jù)訪問頻度、數(shù)據(jù)大小和存儲空間動(dòng)態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)副本個(gè)數(shù)。它基于最小傳輸時(shí)間原則，利用數(shù)據(jù)相關(guān)度、節(jié)點(diǎn)依賴度、網(wǎng)絡(luò)帶寬情況以及系統(tǒng)信息，利用迭代、循環(huán)調(diào)度搜索較小的傳輸時(shí)間的數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度方案。它也可以基于負(fù)載目標(biāo)驅(qū)動(dòng)法的思想，精細(xì)化地分配任務(wù)，均衡各節(jié)點(diǎn)負(fù)載。它還可以基于提高系統(tǒng)吞吐量，平衡任務(wù)排隊(duì)時(shí)間與數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，得到較高的系統(tǒng)吞吐量。 本文主要針對數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1、在第一章，本文首先簡單介紹了信息技術(shù)發(fā)展的背景和問題，闡述云計(jì)算的必然性和未來趨勢，以及數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度的重要性。然后我們分析現(xiàn)存的關(guān)于數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度的工作成果，以及過去研究的問題和不足。最后，介紹了本文的主要工作和全文的組織結(jié)構(gòu)。 2、在第二章，我們首先定義和解釋云計(jì)算，并詳細(xì)描述了云計(jì)算的整體架構(gòu)層次及各層之間的聯(lián)系與作用。然后簡單介紹和本文相關(guān)的云計(jì)算技術(shù)，更好地理解數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度的云計(jì)算的環(huán)境背景。最后，我們詳細(xì)地描述了云計(jì)算的具體環(huán)境，包括云計(jì)算模型、文件讀入與讀取操作細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)處理與任務(wù)調(diào)度模型。 3、在第三章，首先我們探討了數(shù)據(jù)本身大小和被訪問頻率對其副本個(gè)數(shù)的影響，并推出動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)副本個(gè)數(shù)的計(jì)算公式。然后我們比較了三種數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸量和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，考慮到數(shù)據(jù)本身大小、網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲空間等因素，提出以數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，并推出其計(jì)算公式。其次本文提出目標(biāo)負(fù)載驅(qū)動(dòng)法，根據(jù)節(jié)點(diǎn)性能和任務(wù)量，，計(jì)算節(jié)點(diǎn)目標(biāo)任務(wù)量，得出負(fù)載均衡偏差，依此來衡量和調(diào)節(jié)系統(tǒng)負(fù)載均衡。另外，本文提以系統(tǒng)吞吐量衡量云計(jì)算系統(tǒng)整體性能，并推出其計(jì)算公式。在仔細(xì)探討以上因素后，本文提出了根據(jù)目標(biāo)不同，利用不同的計(jì)算函數(shù)，以循環(huán)迭代、不斷松弛為原則，搜索較為合理的數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度方案的算法框架。實(shí)驗(yàn)表明，本文的算法搜索的數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度方案取得較好的效果。
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【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP338

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉少偉;孔令梅;任開軍;宋君強(qiáng);鄧科峰;冷洪澤;;云環(huán)境下優(yōu)化科學(xué)工作流執(zhí)行性能的兩階段數(shù)據(jù)放置與任務(wù)調(diào)度策略[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2011年11期

本文編號：2330182