基于優(yōu)化負載均衡算法的任務調度系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、在云計算環(huán)境下,隨著計算機集群中的動態(tài)節(jié)點變化、節(jié)點中資源的動態(tài)變化以及大規(guī)模的任務需求接踵而來,我們將面臨著如何提高任務調度系統(tǒng)的資源利用率、如何達到負載均衡以及如何提升系統(tǒng)的整體性能和效率等問題。
　　在云計算研究領域中,任務調度問題一直是一個比較典型的NP-Hard問題。盡管國內(nèi)外許許多多的研究學者致力于研究這個問題,但是仍然沒有提出一個很好的解決方案。其中,提高系統(tǒng)的負載均衡率是提高系統(tǒng)整體性能的一個有效方法,至今也有很多

2、研究者研究出許多相關成果,但是以求達到更好,負載均衡算法尚存在不足,需要繼續(xù)改進。
　　本論文的重點是研究并改進一個動態(tài)負載均衡(Dynamic Load Balancing,即DLB)算法Work-stealing,使得任務能夠高效并行執(zhí)行,使得各臺機器的負載均衡,提高任務調度系統(tǒng)的并行資源利用率和整體性能。其基本思想是:由于一個任務調度系統(tǒng)中各個計算節(jié)點的處理能力不同,處理任務的快慢也會有差別,輕載節(jié)點可以按照某種策略被選為T

3、hief,然后去重負載的節(jié)點上竊取任務執(zhí)行,與重載節(jié)點分擔任務,縮短系統(tǒng)的時間跨度Make Span,提高系統(tǒng)的整體效率。
　　在論文的研究過程中,首先對任務調度和負載均衡算法的相關理論進行調研,對Work-stealing算法的相關成果進行研究,并對本文提出的三種竊取任務數(shù)量方面的改進策略(加法級數(shù)、乘法級數(shù)、二分法)和兩種竊取任務時機(空閑時竊取和預取策略)進行分析對比,最后針對Work-stealing算法的這兩個方面綜合改

4、進。
　　本文中還設計并實現(xiàn)了一個原型任務調度系統(tǒng),主要包含了中心任務調度服務器和執(zhí)行器Worker兩類組件,可以實現(xiàn)任務分發(fā)、任務竊取等相關操作。在系統(tǒng)模型中,使用改進的動態(tài)負載均衡算法Work-stealing實現(xiàn)對系統(tǒng)中的任務進行動態(tài)分發(fā)和遷移,盡量消除和減少集群系統(tǒng)中各個計算節(jié)點負載不均勻的現(xiàn)象。
　　最后,論文使用實驗模擬的方式把改進的Work-stealing算法與比較經(jīng)典的負載均衡算法以及原有的Work-ste