基于知識(shí)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)格調(diào)度優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、網(wǎng)格系統(tǒng)的建立可以使用戶共享網(wǎng)格中大量的資源,但網(wǎng)格本身具有的廣域性、異構(gòu)性和動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)使得要想在網(wǎng)格系統(tǒng)上取得高性能并不是一件容易的事情。為了能充分利用網(wǎng)格這樣的分布異構(gòu)平臺(tái),應(yīng)用程序必須被合理地調(diào)度以優(yōu)化它對(duì)系統(tǒng)資源的使用,取得較好的執(zhí)行性能。無(wú)論是早期的計(jì)算網(wǎng)格還是目前的服務(wù)網(wǎng)格,都面臨著如何有效地對(duì)網(wǎng)格應(yīng)用進(jìn)行調(diào)度的問(wèn)題。因此,網(wǎng)格調(diào)度成為人們研究網(wǎng)格技術(shù)的重要內(nèi)容之一。
　　網(wǎng)格系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。網(wǎng)格系統(tǒng)中的各種對(duì)象

2、,包括網(wǎng)格資源、網(wǎng)格應(yīng)用和網(wǎng)格用戶,其活動(dòng)狀態(tài)看上去是一些動(dòng)態(tài)變化的隨機(jī)系統(tǒng),但實(shí)際上并非如此。仔細(xì)研究就會(huì)發(fā)現(xiàn),網(wǎng)格系統(tǒng)中的某些活動(dòng)和狀態(tài)呈現(xiàn)出特定的規(guī)律性,這些規(guī)律性的存在是和網(wǎng)格系統(tǒng)中各種對(duì)象的內(nèi)部行為、活動(dòng)的執(zhí)行策略、用戶的使用方式等密切相關(guān)的。一般認(rèn)為,事務(wù)具有的規(guī)律性通?？梢钥醋魇悄撤N知識(shí)的存在。發(fā)現(xiàn)和掌握了這些知識(shí)也就認(rèn)識(shí)和理解了其對(duì)應(yīng)的事務(wù)規(guī)律性。在網(wǎng)格系統(tǒng)中,特定知識(shí)的存在使人們?nèi)菀诇?zhǔn)確地認(rèn)識(shí)和理解網(wǎng)格對(duì)象未來(lái)的活動(dòng)和

3、狀態(tài),發(fā)現(xiàn)并利用這些知識(shí)將有助于更好地進(jìn)行網(wǎng)格調(diào)度。對(duì)網(wǎng)格調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化是獲得高性能的一種途徑?；谥R(shí)發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)格調(diào)度優(yōu)化技術(shù)從系統(tǒng)層性能預(yù)測(cè)、應(yīng)用層調(diào)度和網(wǎng)格工作流調(diào)度三個(gè)方面對(duì)影響網(wǎng)格調(diào)度性能的各種因素進(jìn)行分析,利用網(wǎng)格系統(tǒng)呈現(xiàn)的特定知識(shí)對(duì)網(wǎng)格調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)網(wǎng)格活動(dòng)的歷史記錄的分析和不同活動(dòng)規(guī)律的總結(jié)及應(yīng)用是研究調(diào)度優(yōu)化的總體思路,而基于知識(shí)發(fā)現(xiàn)的各類(lèi)數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)技術(shù)的使用則是實(shí)施優(yōu)化的重要方法和手段。
　　在網(wǎng)格環(huán)境中,由于

4、資源共享往往會(huì)造成系統(tǒng)負(fù)載及資源的可用性隨時(shí)發(fā)生變化。在系統(tǒng)層,考慮網(wǎng)格資源在特定時(shí)間段內(nèi)的性能特征,使用資源區(qū)間負(fù)載及其變化量信息對(duì)未來(lái)的資源性能進(jìn)行預(yù)測(cè)?？紤]資源負(fù)載的變化量信息為資源的可用性度量提供了一種有效的方式,成為調(diào)度優(yōu)化的重要依據(jù)。
　　在進(jìn)行應(yīng)用層調(diào)度時(shí),要讓任務(wù)高效地在資源上獲得執(zhí)行,任務(wù)調(diào)度執(zhí)行過(guò)程中網(wǎng)格資源和數(shù)據(jù)副本的合理選擇是兩個(gè)關(guān)鍵因素。針對(duì)網(wǎng)格環(huán)境中任務(wù)調(diào)度的目標(biāo)系統(tǒng)具有規(guī)模龐大分布異構(gòu)和動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn),

5、基于模糊聚類(lèi)的網(wǎng)格資源選擇策略實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)格資源的合理劃分,使得在任務(wù)調(diào)度時(shí)能夠較準(zhǔn)確地優(yōu)先選擇綜合性能較好的資源邏輯分組。而在數(shù)據(jù)副本選擇方面,基于分類(lèi)技術(shù)的選擇策略將副本選擇問(wèn)題看作是一個(gè)分類(lèi)問(wèn)題,利用數(shù)據(jù)傳輸?shù)臍v史記錄構(gòu)造問(wèn)題分類(lèi)器,再根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)請(qǐng)求的相關(guān)屬性由分類(lèi)器進(jìn)行分類(lèi),快速地定位副本位置,提高了數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率。
　　目前,網(wǎng)格工作流已經(jīng)成為網(wǎng)格環(huán)境中的一項(xiàng)基本服務(wù)。當(dāng)依靠已定義的網(wǎng)格工作流無(wú)法滿足處理新問(wèn)題的需要時(shí),

6、網(wǎng)格用戶經(jīng)常以人為方式逐個(gè)調(diào)用網(wǎng)格服務(wù),因此整個(gè)過(guò)程是一種包含了隱性規(guī)則的、松散定義的工作流。基于多維序列模式挖掘構(gòu)造隱式網(wǎng)格工作流將是現(xiàn)有的顯式網(wǎng)格工作流建模方式的有益補(bǔ)充。此外,網(wǎng)格工作流的調(diào)度既要考慮應(yīng)用對(duì)特定服務(wù)的局部性能要求,又要考慮工作流的全局性能約束。將網(wǎng)格工作流的調(diào)度問(wèn)題看作是一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題,使用分布式遺傳算法進(jìn)行求解能夠獲得較好的調(diào)度結(jié)果。
　　當(dāng)前的網(wǎng)格服務(wù)描述語(yǔ)義模型中對(duì)服務(wù)質(zhì)量平面的、靜態(tài)的和簡(jiǎn)單的描述不足以