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近年来Internet作为一种全球通讯媒介得到了普遍使用,强有力、低价位的计算机和网络使得网格计算的概念广泛流行。计算资源可在全球各个不同的地方配置。这些资源可以是计算系统,也可以是专门的设备,也可以是视觉平台和存储设备。为了在可行和合理的时间内解决更多的问题,往往要求一些应用程序具有相当大的计算能力,通常其需求远远超出了单个资源或者一个部门所能提供的范围。这就促进了在逻辑上合并地理分布的计算资源,使用它们来解决大规模计算问题,为此而出现的结构叫做计算网格。 网格可以称为第三代因特网,它试图实现互联网上所有资源的全面连通,把整个互联网整合成一台巨大的超级计算机,实现计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源的全面共享。网格的应用领域非常广泛,可以用于合作工程、数据探测、高吞吐量计算、远程软件访问、数据密集型计算和基于需求的计算等方面。因此,对网格及相关技术的研究具有重大而深远的意义。 我们的研究项目始于1998年,其目标是研制一个具有单一系统映像的网格管理系统JobCenter-Grid。该系统首次使用了分割管理模型,采用集群管理和结点组管理,支持结点自治性、底层异构性、结点可扩展性和对用户的透明性。我们对在网格中实现单一系统映像问题作了研究,并提出了实现方式。同时从有无资源需求两方面对作业调度和资源调度问题进行探讨,采用分布式层次调度模型,能够调度作业请求资源,也能将资源合理、有效地调配给每一个需求资源的作业。本文反映了作者自1998年以来的主要研究成果,包括以下内容: 一、提出了网格单一系统映像的概念,从实现方法上将其分成应用层和系统层。应用层包括单一入口点和单一控制点,让用户使用时有单一系统的感觉;系统层包括统一用户管理、统一资源管理和统一作业管理三部分,为应用层提供服务保障。 二、提出了网格“分而治之”的基本管理思想。将集群组成网格,集群之间采用peer-to-peer的分布式管理;集群又可以划分为结点组,采用集中管理方式。这样既能保证结点的自治性,又能避免管理瓶颈,提高管理效率。 三、采用IP地址动态映射算法实现单一入口点,减少了处理延时;单一控制点的实现分为单点监控和单点管理两方面,分别采用PULL模型和PUSH模型;并在此基础上,提出了层次控制结构,充分体现了集群之间的对等关系。 四、提出基于懒惰一致性协议的帐户管理模型,并在此基础上,采用统一口 西北工业大学博卜学位论义令认证机制来解决用户身份认证问题,设计了清求协议及认证算法;为了提高川)’-吧‘划!的效率和安全性,提出了以临时账户方式访问远程集群。 人、捉川了分布人层次资源管理模型,并山此出发,提出了“模糊匹配-确认-精确匹配”的三阶段资源匹配模型。为此,设计了全局资源调度算法和集群资源调度算法,实现资源的合理调度和分配。 六、设计了旦有复杂依赖关系的作业网络,并根据作业网络特点,提出基于栅障的提汕凋度算法调度作业网络,减少了作业调度的等待时间。同时,也对作业无明确资源需求的情况进行研究,提出了按比例作业调度算法,给出了算法评价及改进方法。此外,提出了作业执行的自适应方法,有效地解决了资源浪费和资源不足问题。 本文所涉及的研究课题是西北工业大学软件工程中心的一个国际合作项目。该项目采用分阶段实施的方式,目前己经历了四个阶段。第一阶段是研制客户/服务器体系结构的JobCenter系统原型:第二阶段旨在实现异构系统支持和高可用性;第三阶段旨在实现实用化的WEB环境,同时探索在imode手机上的实现途径;第四阶段旨在广域网及1n比_et上探索切**en比r的资源共享技术。目前该项目己经全部完成并通过外方验收。