计算网格Portal构建和调度算法研究

摘要

随着计算网格技术的发展，越来越多的资源加入到网格平台中，同时越来越多的应用需要网格平台服务，因此需要开发出能支持不同类型任务提交和管理的Portal门户并设计出相应的网格调度算法。 本文主要是构建并扩展支持大数据量密集计算网格门户，结合计算密集型应用，在网格应用环境中建立信任模型，研究在作业调度算法中引入信任关系，研究实现提供方便、安全、稳定的Portal门户前台和高效、可靠的作业调度管理系统，应用于渲染等多种网格应用。 文中首先分析了网格中Portal的主要功能模块以及设计方案，利用Jetspeed-2.1门户框架和Portal技术实现网格门户，提供用户安全和稳定的任务提交以及管理等功能。对作业提交模块进行扩展，使不同类型作业都可以通过平台提交并得到服务。增加平台的易用性和利用效率，方便与用户的交互和安全管理，有助于用户个性化操作和用户参数的保存。考虑到任务的安全性，添加数字签名的功能，对提交者身份加以确认，以保证整个平台不受未授权的机器破坏。 文中根据现有的网格信任模型引入基于信任域的信任模型，将网格分成若干自治域，将节点间信任关系分为域内信任关系和域间信任关系，设置不同的策略处理这两种不同的信任关系。根据网格域的直接信任关系表和推荐信任关系表以及直接信任和推荐信任权值表分别计算域内实体之间和域间实体的信任度值。 调度策略的选择上，对基本进化算法进行改进，在进化算法中融入信任关系，提出基于信任机制的进化调度算法。根据个体的信任度值设计适应度函数，按照染色体的信任度适应值的大小来确定被选择的概率，进行交叉和变异操作，合理的染色体将进入下一代进化。 文中最后对Portal构建和作业调度算法进行测试，渲染网格应用Portal开发已经成功通过上海市软件测试中心测试。本文提出的基于信任机制的遗传调度算法与没有加入信任机制的遗传算法和基于信任机制的Min-Min算法分别对比实验，实验数据显示本文提出的融入基于信任机制的遗传调度算法可以更加合理地分配资源给相应的作业，大大提高网格平台的平均信任效益，也提高了网格资源的利用效率和任务完成率。这证明本文提出的算法是有效的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2课题研究现状

1.2.1 portal门户研发现状

1.2.2网格作业调度算法研究现状

1.3计算密集型应用网格平台改进

1.3.1 portal扩展

1.3.2调度算法优化

1.4本文主要研究内容

1.5本文的组织结构

第二章计算网格平台体系结构

2.1计算网格平台简介

2.1.1网格平台布局

2.1.2网格平台层次结构

2.2基于信任机制的网格资源调度模型

2.2.1 portal门户

2.2.2信任模块

2.2.3作业调度模块

2.3网格平台任务运行流程

2.3.1作业提交过程

2.3.2作业信息查询过程

2.3.3作业结果返回过程

2.4本章小结

第三章计算网格门户(Portal)构建

3.1 Portal功能模块和整体设计

3.1.1 portlet设计

3.1.2 portal总体设计

3.2Portal开发主要技术基础

3.2.1 Portal 与Jetspeed-2.1

3.2.2 Web技术分析

3.2.3数据库相关技术分析

3.2.4安全性技术

3.3 Portal表示层展现机制设计

3.4 portal实现

3.4.1数据库设计实现

3.4.2作业提交逻辑实现

3.4.3签名与验证逻辑实现

3.4.4 Portlet的开发及扩展

3.5本章总结

第四章基于信任机制的遗传调度算法

4.1信任模型

4.1.1信任模型定义

4.1.2网格中几种信任模型

4.1.3信任模型建立

4.1.4信任度计算

4.2遗传算法概述

4.2.1遗传算法的特点

4.2.2算法及简单流程

4.2.3遗传算法的实现过程

4.3基于信任机制的遗传调度算法

4.3.1基于信任机制的遗传调度算法设计

4.3.2调度算法流程

4.4本章小结

第五章运行测试与实验结果分析

5.1渲染网格运行环境及算法参数设置

5.2实验过程描述

5.3可信机制调度算法实验结果及性能分析

5.4本章总结

第六章总结与展望

6.1本文研究内容总结

6.2下一步研究工作展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致谢