基于蟻群算法的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度研究

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1、摘要網(wǎng)格是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，它把分布在不同地理位置上的各種計(jì)算資源整合在一起，不僅為用戶提供了一個(gè)高性能的計(jì)算環(huán)境，而且也實(shí)現(xiàn)了資源更廣泛意義上的共享。資源調(diào)度對(duì)于網(wǎng)格這樣大規(guī)模的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，非常重要，因?yàn)樗苯佑绊懙骄W(wǎng)格資源利用率，關(guān)系到網(wǎng)格系統(tǒng)的功能能否有效實(shí)現(xiàn)。而網(wǎng)格具有異構(gòu)性、動(dòng)態(tài)適應(yīng)性、資源廣泛分布與共享、自治性與多級(jí)管理等特殊性，這決定了網(wǎng)格系統(tǒng)中網(wǎng)格資源調(diào)度策略選擇的重要性與復(fù)雜性。網(wǎng)格中的資源調(diào)度問(wèn)題是一個(gè)NP問(wèn)題，而蟻群算法己被證明是解決NP問(wèn)題的一種有效算法，因此，本文研究基于蟻群算法的資源調(diào)度策略。首先研究了網(wǎng)格中的資源調(diào)度問(wèn)題。介紹了網(wǎng)格定義及特點(diǎn)

2、，在分析網(wǎng)格主要的體系結(jié)構(gòu)、對(duì)比幾種流行的網(wǎng)格仿真工具的基礎(chǔ)上，著重研究了GridSim中的資源調(diào)度過(guò)程，然后對(duì)蟻群算法進(jìn)行了研究，介紹了蟻群算法的生物學(xué)原理，給出了蟻群算法的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)蟻群算法解決TSP問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出了蟻群算法中影響算法性能的重要因素。本文還按照軟件工程的方法對(duì)基于蟻群算法的資源調(diào)度策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在使用蟻群算法進(jìn)行網(wǎng)格資源調(diào)度的可行性分析的基礎(chǔ)上，分析了使用GridSim進(jìn)行網(wǎng)格資源調(diào)度時(shí)，影響調(diào)度性能的關(guān)鍵因素；在調(diào)度算法的概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了資源選擇策略與資源處理策略，并對(duì)基于蟻群算法的資源調(diào)度策略進(jìn)行了仿真，給出了創(chuàng)建資源與任務(wù)的過(guò)程以及資

3、源調(diào)度策略模擬的偽代碼，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的基于蟻群算法的資源調(diào)度策略具有可行性，能夠縮短任務(wù)完成時(shí)間，改善網(wǎng)格負(fù)載平衡狀況，從而提高網(wǎng)格資源利用率與其整體性能。關(guān)鍵詞：網(wǎng)格，資源調(diào)度，蟻群算法，GridSim，負(fù)載平衡AbstractGridisagroupoftechnologiesbuiltonInternet，whichintegratesthevariouscomputingresourceslocatingindifferentplaces，offeringanenvironmentofhighperformancetoitsusersand

4、realizingtheresourcesharinginawiderange．ResourceschedulingisveryimportantinGridsystem，oneofthelarge—scaleremoteoperatingsystems，asitmatterstheresourceutilizationoftheGridsystemdirectlyandwhetherthewholefunctionscouldberealizedeffectively．Gridisfeaturedwithheterogeneousness，dynamicadaptability,re

5、sources’sharingandwidedistribution，autonomyandmulti—layermanagement，allofwhichdeterminethattheimportanceandcomplexityofselectingresourceschedulingpolicyforGridenvironment．ResourceschedulinginGridsystemisoneofNPproblems，towhichAntColonyAlgorithm(ACA)hasbeenprovedtobeoneoftheeffectivesolutions．Tha

6、t’SwhytheresearchfocusesondesigningandsimulatingaGridresourceschedulingstrategybasedonACA．Intheverystart，resourceschedulinginGridsystemhasbeenstudied，forwhichtheworkbelowhasbeendone：thedefinitionofGridtogetherwiththemainfeaturesandpopulararchitecturesareintroduced，followedbytheintroductionandcom

7、pareofseveralGridsimulatingtoolsamongwhichGridSim，whoseresourceschedulingprocessisstudiedindetail，isconsideredasthebestchoiceforthelaterworkofsimulationafteranalyzing．ThenthestudyonACAhasbeendone，thebiologicalprinciplesofant