【摘要】： 在過去幾十年中,異構(gòu)系統(tǒng)已廣泛用于科學(xué)和商業(yè)之中。近年來,很多學(xué)者致力于研究異構(gòu)系統(tǒng)中以提高應(yīng)用程序性能為目的的調(diào)度算法。調(diào)度理論中的基本假設(shè)是所有機(jī)器總是可用來處理任務(wù)的。這個(gè)假設(shè)可能在某些情況下是合理的,但當(dāng)存在某種維護(hù)要求、中斷或其他機(jī)器無法處理的限制等這些使機(jī)器不可用來處理任務(wù)的情況時(shí),它并不是有效的,而這些約束因素實(shí)際存在于許多應(yīng)用之中。 在本文中,可用性定義為一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)在某一給定的時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間占總時(shí)間的比例�，F(xiàn)在許多高效能的應(yīng)用都需要具有高可用性的計(jì)算平臺(tái),如軍事應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用和國際商業(yè)應(yīng)用等都需要非常高可用性的服務(wù),因?yàn)橹灰幸粋€(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)不可用都有可能導(dǎo)致嚴(yán)重故障或致命錯(cuò)誤。因此,為了處理維護(hù)活動(dòng)和意外失敗等情況,異構(gòu)系統(tǒng)的調(diào)度策略必須考慮到可用性因素。 為了解決這些問題,本文在對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可用性進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)基于可用性的異構(gòu)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度模型,分析了模型的可行性并提出了對(duì)搶占式任務(wù)的調(diào)度問題,通過對(duì)現(xiàn)有算法SSAC( Scheduling Strategy for multiple classes of tasks with Availability Constraints)的改進(jìn)提出了一種基于可用性、支持多優(yōu)先級(jí)的搶占式任務(wù)調(diào)度算法P-SSAC,并建立了負(fù)載平衡探測(cè)機(jī)制,對(duì)可用性的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用進(jìn)行了擴(kuò)展。該算法具有與現(xiàn)有算法近似的性能,但其可以工作在搶占模式下,且能保持可用性和響應(yīng)能力之間一個(gè)良好的平衡,提高了任務(wù)的調(diào)度成功率。 在仿真實(shí)驗(yàn)部分,通過GridSim模擬器構(gòu)造了一個(gè)含有十六個(gè)節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)系統(tǒng),啟用基于可用性的搶占式任務(wù)調(diào)度算法P-SSAC,通過新算法與幾個(gè)經(jīng)典的算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較,表明P-SSAC算法顯著提高了系統(tǒng)的可用性,原因在于它在分配任務(wù)給異構(gòu)結(jié)點(diǎn)的過程中考慮了任務(wù)的可用性需求。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP302.1
【圖文】：

9圖 2.1 集群結(jié)構(gòu)圖2.1.4 集群系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、性能的不斷提高，各種平臺(tái)下的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)方案應(yīng)運(yùn)而生。其中影響最大的是由章文嵩博士成立的 LVS(Linux Virtual Server)自由軟件項(xiàng)目，進(jìn)行 Linux服務(wù)器集群的開發(fā)工作。同時(shí)，LVS 項(xiàng)目也是國內(nèi)最早出現(xiàn)的自由軟件項(xiàng)目之一。該項(xiàng)目針對(duì)高可伸縮、高可用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求，給出了基于 IP 層和基于內(nèi)容請(qǐng)求分發(fā)的負(fù)載平衡調(diào)度解決方法，它通過前端一個(gè)負(fù)載調(diào)度器（Load Balancer）無縫地將網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求調(diào)度到真實(shí)服務(wù)器上，從而使得服務(wù)器集群的結(jié)構(gòu)對(duì)客戶是透明的，客戶訪問集群系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)就像訪問一臺(tái)高性能、高可用的服務(wù)器一樣，客戶程序不受服務(wù)器集群的影響且不需作任何修改。系統(tǒng)的伸縮性通過在服務(wù)集群中透明地加入和刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)來達(dá)到，通過檢測(cè)節(jié)點(diǎn)或服務(wù)進(jìn)程故障和正確地重置系統(tǒng)達(dá)到高可用性，并在 Linux 內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)了這些方法，將一組服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)實(shí)現(xiàn)可伸縮的、高可用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的虛擬服務(wù)器。LVS 集群采用 IP 負(fù)載平衡技術(shù)和基于內(nèi)容請(qǐng)求分發(fā)技術(shù)。調(diào)度器有很好的吞吐率

圖 2.2 LVS 集群的體系結(jié)構(gòu)度器、服務(wù)器池和共享存儲(chǔ)系統(tǒng)通過高速網(wǎng)絡(luò)相連接，如 100M Gigabit 網(wǎng)絡(luò)等。使用高速的網(wǎng)絡(luò)，主要為避免當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大的瓶頸。式系統(tǒng)式系統(tǒng)概述計(jì)算速度、系統(tǒng)可靠性和成本實(shí)效性的要求必將促使發(fā)展另外的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，一個(gè)新的算。當(dāng)用戶需要完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)，分布式計(jì)算提供盡可能多的透明訪問，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高性能與高可靠性的目標(biāo)。式系統(tǒng)我們使用如下定義：布式系統(tǒng)是一個(gè)對(duì)用戶看起來像普通系統(tǒng)，然而運(yùn)行在一系列

任務(wù)分配策略具有超過靜態(tài)調(diào)度策略的執(zhí)行潛力，能夠相互交換系統(tǒng)統(tǒng)負(fù)載的分配，能夠適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)載變化情況，比靜態(tài)調(diào)度策略更靈活策略利用系統(tǒng)狀態(tài)的短期波動(dòng)來提高性能，由于它必須收集、儲(chǔ)存并此動(dòng)態(tài)調(diào)度策略會(huì)產(chǎn)生比靜態(tài)調(diào)度策略更多的系統(tǒng)開銷，但這種開銷。態(tài)任務(wù)的調(diào)度算法任務(wù)調(diào)度算法按照調(diào)度程序的結(jié)構(gòu)或調(diào)度程序所收集調(diào)度信息的范圍調(diào)度算法、分布式調(diào)度算法和層次式調(diào)度算法。集中式的調(diào)度策略式的調(diào)度策略系統(tǒng)中有一個(gè)負(fù)責(zé)調(diào)度的主機(jī)負(fù)責(zé)搜集系統(tǒng)負(fù)載信息。分配表，并且根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載狀況來分配任務(wù)。其它的主機(jī)都是計(jì)算主責(zé)接收任務(wù)，如圖 3.1 所示。

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本文編號(hào)：2775736