pc集群負(fù)載均衡調(diào)度策略研究

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1、中固山油人學(xué)(華東)順士學(xué)位論文群計(jì)算對于現(xiàn)有單一、靜態(tài)的分布計(jì)算環(huán)境是一種挑戰(zhàn)，其對動(dòng)態(tài)、異質(zhì)性、可擴(kuò)展性等的需求將引發(fā)若干需要解決的新問題。其次，研究的相應(yīng)成果具有最終轉(zhuǎn)化為巨大商業(yè)價(jià)值的潛力，可以極大地提高資源利用率，解決許多以現(xiàn)有技術(shù)無法解決的問題或無法支持的應(yīng)用。例如地震勘探資料處理非常急需集群的高性能計(jì)算，而在作業(yè)分配的過程中，就需要有合理的調(diào)度算法支持任務(wù)調(diào)度，達(dá)到更好的利用率，在更短的時(shí)間內(nèi)完成相同的任務(wù)。4．蟻群算法的引入和改進(jìn)雖然蟻群優(yōu)化算法的研究剛剛起步，但在眾多領(lǐng)域中已展現(xiàn)

2、出它的特點(diǎn)和魅力。這些初步研究已顯示了蟻群優(yōu)化算法在求解復(fù)雜優(yōu)化問題方面的優(yōu)越性，證明它是一種很有發(fā)展前景的方法。對于蟻群算法還有以下幾點(diǎn)值得我們注意：1)蟻群優(yōu)化算法是一種概率算法，從數(shù)學(xué)上對它們的正確性與可靠性的證明還比較困難；2)傳統(tǒng)的調(diào)度算法包括蟻群算法都以任務(wù)預(yù)測值和系統(tǒng)計(jì)算資源作為考量，但是任務(wù)預(yù)測值常常有偏差，系統(tǒng)資源也可能改變，蟻群算法的動(dòng)態(tài)更新性和反饋性恰好符合了集群資源的動(dòng)態(tài)更新性；3)進(jìn)一步提高算法的收斂速度，雖然蟻群算法經(jīng)過優(yōu)化后收斂速度得到了一定的提高，但對于高組合優(yōu)化問

3、題并不很理想；4)傳統(tǒng)的蟻群算法沒有把任務(wù)需求量和計(jì)算資源能力的匹配程度相匹配，這就可能出現(xiàn)使性能較高的資源長期處理不需要較大資源的任務(wù)，而需要資源較大的任務(wù)只能在性能相對較差的資源上運(yùn)行或者得不到運(yùn)行的情況。本文將著力改進(jìn)這種“大炮打蚊子"式的現(xiàn)象。5．調(diào)度實(shí)驗(yàn)集群的調(diào)度算法、策略在實(shí)施于大規(guī)模環(huán)境之前，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)，將改進(jìn)的調(diào)度算法測試運(yùn)行，并與之前的調(diào)度策略進(jìn)行比較，驗(yàn)證負(fù)載均衡任務(wù)調(diào)度算法的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)也非常重要。1．3論文的組織結(jié)構(gòu)第一章是引言部分，主要介紹了課題提出的

4、目的與研究背景，課題研究的主要內(nèi)容以及論文的組織結(jié)構(gòu)。本文第二章集群和集群作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)的介紹。首先闡明了集群的架構(gòu)、分類、調(diào)度等基本概念，然后對幾種著名的集群作業(yè)調(diào)度軟件進(jìn)行了介紹，最后分析和介紹了3第一章緒論OpenPBS調(diào)度軟件，指出了其需要改進(jìn)的地方。第三章首先對作業(yè)調(diào)度過程進(jìn)行介紹，然后總結(jié)了幾種負(fù)載均衡調(diào)度策略，最后介紹了蟻群算法在負(fù)載均衡調(diào)度策略上的研究。第四章主要介紹了“以退為進(jìn)”的改進(jìn)的蟻群算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。第五章給出實(shí)驗(yàn)以及測試結(jié)果，分析評價(jià)了算法的局限性和需要改進(jìn)的地方。最后是

5、全文的結(jié)論與展望。4中圍石油大學(xué)(華東)碩上學(xué)位論文第二章集群和負(fù)載均衡策略概述·在信息化高速發(fā)展的社會，僅僅依靠提高單個(gè)計(jì)算機(jī)的處理能力來滿足諸如在氣象預(yù)報(bào)、石油勘探、航天科技等領(lǐng)域的高密度計(jì)算需求已經(jīng)不可行了。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)格技術(shù)高速發(fā)展，人們對進(jìn)行科研生產(chǎn)的機(jī)器提出了更低廉的價(jià)格、較少的能耗、更優(yōu)秀的應(yīng)用服務(wù)能力等一系列要求。經(jīng)由高速互聯(lián)的局域網(wǎng)連接起來的PC集群憑借其優(yōu)秀的性價(jià)比、良好的可擴(kuò)展性和安全性迎得了大家的關(guān)注。近幾年國際高性能計(jì)算評選出的Top500機(jī)器中，應(yīng)用集群的比例越來

6、越多，2009年11月Top500中，集群的比例就高達(dá)83．4％。集群的應(yīng)用得到了大家的認(rèn)可，如何能更好的管理集群，使得集群硬件資源充分利用也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。集群技術(shù)的關(guān)鍵是如何有效共享和使用資源，提高資源的利用率，只有平衡的負(fù)載才能達(dá)到最大的資源利用率。所以，針對不同的系統(tǒng)應(yīng)用合適的調(diào)度策略，將任務(wù)平均分配到集群中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，達(dá)到資源應(yīng)用能力的最大化就是研究的目標(biāo)。．2．1集群技術(shù)概述2．1．1集群的概念集群是隨著網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展而逐漸被認(rèn)知的，網(wǎng)格技術(shù)與集群技術(shù)非常相關(guān)，總的說來，集群就是一

7、個(gè)小的網(wǎng)格，集群和網(wǎng)格之間的主要差別是網(wǎng)格是連接一組相關(guān)并不信任的計(jì)算機(jī)，而集群連接的是一組互相協(xié)作需要互相信任的機(jī)器?，F(xiàn)實(shí)生活中，用戶們都希望機(jī)器的處理能力可以越來越快，盡管單個(gè)計(jì)算機(jī)的性能在提高，但是用戶們的需求仍然超出計(jì)算性能所能提供的范圍。隨著技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的價(jià)格越來越廉價(jià)而計(jì)算速度越來越快，更多的公司表現(xiàn)出了對利用集群技術(shù)以取得更豐富的計(jì)算性能的興趣。事實(shí)證明，集群的技術(shù)優(yōu)勢也的確更大的滿足了用戶們的需求。目前，在生命科學(xué)研究、石油和天然氣勘探以及天體模擬等方面，集群都發(fā)揮了巨大的作

8、用。集群沒有一個(gè)統(tǒng)一的概念，它是由一組PC機(jī)或工作站通過高速網(wǎng)絡(luò)連接在一起，協(xié)同工作，像單獨(dú)的計(jì)算機(jī)一樣的整體。美國著名的阿伯丁公司對計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)做出了如下定義：計(jì)算機(jī)集群是一種多節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)，它具有以下特征：(1)從用戶、程序員、操作員及管理員角度看，它相當(dāng)于一個(gè)單一的系統(tǒng)：(2)可以提供高可靠性；(3)具有在集群范圍內(nèi)統(tǒng)一的操作與管理特征：5第二帝集群和負(fù)載均衡策略慨述(4)打印隊(duì)列、批作業(yè)隊(duì)列、文件系統(tǒng)以及外部設(shè)備等在集群范圍內(nèi)共享；(5)完美的增量式擴(kuò)充能力：采用集群，用