桌面网格环境下虚拟化技术的应用研究

桌面网格是典型的异构计算资源环境,而虚拟化技术具有良好的封装性及隔离性,能整合异构资源并屏蔽不同操作系统的差异。为此,基于VirtualBox虚拟机实现桌面网格系统。对虚拟机运行环境的配置参数进行测试,设计实现自适应内存配置模块。分析作业运行不同阶段硬盘I/O、带宽I/O等性能差异对作业运行效率的影响,并针对镜像多样性及虚拟机启动与带宽造成的损耗,设计远程镜像库及动态作业文件系统,实现虚拟机的多样性选择及作业运行环境的动态部署,同时使用缓存服务弥补因使用虚拟机所造成的损耗。应用结果表明,该系统能够较好地满足高能物理计算的需求。     

面向应用的虚拟桌面网格架构

针对桌面网格中出现的应用部署难、作业结果差异大、系统可扩展性差等问题,基于虚拟化技术提出一种桌面网格架构。利用虚化技术的隔离性和封装性,通过面向应用的作业调度策略以及有限生命周期的虚拟机控制方式,实现一个易于扩展且易于部署的桌面网格架构。分析及测试结果表明,该架构适用于大规模应用场景,架构中所采用的面向应用的调度策略以及虚拟机控制方式是有效可行的。     

面向方面的开放网格服务架构研究

针对开放网格服务体系架构(OGSA)中存在的多约束性问题,提出了一种面向方面的开放网格服务架构(AO-OGSA).AO-OGSA通过方面模块构建网格公共需求,实现了网格应用软件中横切关注点和核心关注点的分离,以此来降低模块间的耦合度.最后,以光子网格中服务封装和资源调度实现为例,分别基于OGSA和AO-OGSA构建仿真模块,并根据软件系统性能指标对仿真结果进行了对比分析.     

基于资源角色分类的密集计算网格作业管理

对密集计算网格的资源进行角色分类，采用了基于作业优先级和资源优先级的作业调度算法，设计和实现了网格作业管理模块，为用户提供了一个有效的网格资源的使用方法，实现了对网格资源的优化使用，为网格用户提供了更好的网格资源服务共享。     

一种基于网格的分布计算协同机制

通过对网格计算中资源协同调度机制的研究,根据该机制的资源协同分配需求,提出一个以Globus Toolkit为平台的基于网格计算的分布协同计算模型。在基于经济模型的作业调度机制的竞价机制中,给出一个较为完善的价格函数模型以及相应的作业预测完成时间模型,利用设计的价格函数模型实现资源提供的主观能动性,使得资源的调配更加合理、快速。同时,在分布式计算模型中还给出一个基于备份的作业调度容错机制。     

基于网格计算框架的Web信息提取系统的研究

大规模Web信息提取是面向Internet非规范知识处理中的一个典型问题.以网格计算框架为实现平台,设计了分层的网格应用系统架构,针对Web信息提取中链接分析和信息提取功能,描述了面向一般网格计算框架的资源调度与编程模型.最后结合Web信息提取系统的实验结果,给出了网格应用系统的评价标准.     

网格资源调度研究

在介绍网格资源管理的基础上,针对网格中的资源调度问题,分析和总结常见的三类资源调度策略;并结合应用任务的类型分析了面向应用的资源调度策略,探讨网格对不同类型任务的调度支持,着重分析协作型任务的调度问题。将协作型任务通过BPEL4WS规范描述后,分解为多个可以并发或串行执行的子任务,然后进行调度。基于此,提出了一个新的协作型任务调度方法。     

遗传优化的混合网格计算调度模型SCE部署研究

网格计算涉及的资源通常存在区域和组织差异,涉及的作业(Job)则存在数据和计算两种密集类,针对具有混合特征的网格计算,提出了基于SCE中间件的遗传优化网格作业调度算法.首先分析了具有不同密集类型Job的混合网格计算模型,得到作业与资源的属性表示,以及作业调度与资源之间的约束关系.然后根据混合网格计算模型分析,将其转化成约束条件下的最优解问题,引入改进遗传算法进行求解.在种群初始化时根据适应性筛选出一部分样本作为初始种群,利用高质量样本启发寻优,降低进化代数;同时针对每个染色体的作业执行速度和染色体内每个作业的执行速度依次设计适应性,从而加速收敛;通过适应性修正、交叉和变异处理,防止种群出现过早或者局部收敛,并且增加种群多样性.最后基于SCE部署作业调度,从中间件进一步提升作业调度效率,减少出错.实验结果表明,基于SCE中间件的遗传优化网格作业调度算法能够有效抑制执行错误的发生,提升作业调度与资源配置的效率,降低作业调度响应时间.     

面向Dataflow的异构集群混合式资源调度框架研究

Dataflow模型的使用,使得大数据计算的批处理和流处理融合为一体.但是,现有的针对大数据计算的集群资源调度框架,要么面向流处理,要么面向批处理,不适合批处理与流处理作业共享集群资源的需求.另外,GPU用于大数据分析计算时,由于缺乏有效的CPU-GPU资源解耦方式,降低了资源使用效率.在分析现有的集群资源调度框架的基础上,设计并实现了一种可以感知批处理/流处理应用的混合式资源调度框架HRM.它以共享状态架构为基础,采用乐观封锁协议和悲观封锁协议相结合的方式,确保流处理作业和批处理作业的不同资源要求.在计算节点上,提供CPU-GPU资源的灵活绑定,采用队列堆叠技术,不但满足流处理作业的实时性需求,也减少了反馈延迟并实现了GPU资源的共享.通过模拟大规模作业的调度,结果显示,HRM的调度延迟只有集中式调度框架的75%左右;使用实际负载测试,批处理与流处理共享集群时,使用HRM调度框架,CPU资源利用率提高25%以上;而使用细粒度作业调度方法,不但GPU利用率提高2倍以上,作业的完成时间也能够减少50%     

一种面向服务的网格作业管理机制

开放网格服务体系结构(OGSA)的出现表明让网格资源以服务形式提供标准化的接口已成为趋势，然而目前的网格作业管理系统主要针对以程序形式提交的批处理类型作业，其管理的资源对象和调度目标主要面向科学计算，在基于服务的网格环境下远不能满足应用的需求：一方面，用户的使用模式从批处理为主转向带有交互性质的服务访问模式；另一方面，不同的应用对服务质量(QoS)有着不同级别的需求，为了解决这些问题，提出了一种面向服务的作业管理机制，它作为用户访问网格资源(服务)的代理，为用户提供透明的、与资源物理位置无关的并带有会话支持的作业服务接口。还引入了服务水平协议(SLA)的概念来表示用户需求的不同网格服务级别，作业管理系统则根据可定制的服务水平实现配置(SLAP)将sIA中规定的各项QoS特性映射到具体的作业管理行为，该作业管理机制已应用于织女星网格系统软件中，并能够为基于服务网格的应用提供灵活有效的支持。     

基于Client／Server模式的多点桌面会议系统的设计

文中以作者自行开发的一个基于Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ模式的多点桌面会议系统为例，讨论了桌在会议系统设计中的几个关键问题，包括系统总体结构，软硬件平台选择，会议控制模型，音频视频的传佃与表现，实现群体感知的方式与相应工具等。     

面向服务的网格资源管理模型研究*

开放网格服务体系结构(OGSA) 的出现表明让网格资源以服务形式提供标准化的接口已成为趋势,以前的资源管理模式已经不能满足应用的要求。为此,提出了一种面向服务的作业管理机制,它为用户提供透明的、与资源物理位置无关的并带有会话支持的作业服务接口,还引入了服务分级的概念来表示用户需求的不同网格服务级别,作业管理系统则根据可定制的服务级别,将各项QoS 特性映射到具体的作业管理行为。最后以电子政务为例,初步构建了该模型的原形系统。     

基于多维QoS的集群作业调度算法

调度技术是集群作业管理系统的关键技术之一。但是,目前大多数集群作业管理系统采用的调度技术,很少按照应用对系统资源的需求加以详细区分和权衡,无法同时满足不同应用在高吞吐量、高可用性和实时性等方面的要求,造成了资源的闲置和资源因为负载过重而无法正常工作。该文正是注意到了这种不足,根据不同应用的需求和实时收集到的资源信息,引入了多维QoS的概念,并给出了多维QoS的数学模型,提出了一种基于多维QoS的集群作业调度算法JSBMQ,充分提高了系统的资源利用率和平均响应时间,使集群可以提供不问断的高效的计算服务。     

面向服务的网格资源管理模型研究

开放网格服务体系结构（OGSA）的出现表明让网格资源以服务形式提供标准化的接口已成为趋势，以前的资源管理模式已经不能满足应用的要求。为此，提出了一种面向服务的作业管理机制，它为用户提供透明的、与资源物理位置无关的并带有会话支持的作业服务接口，还引入了服务分级的概念来表示用户需求的不同网格服务级别，作业管理系统则根据可定制的服务级别，将各项QoS特性映射到具体的作业管理行为。最后以电子政务为例，初步构建了该模型的原形系统。     

面向服务的织女星网格系统软件设计与评测

网格是开放的分布式系统,具有自治、动态和可扩展特性．在Internet环境下实现网格系统必须解决大规模资源共享与协同问题,也就是如何将Internet上无序的资源有序组织的问题．织女星网格系统软件针对现有网格平台软件存在的不足,借鉴传统计算机系统结构的方法来研究网格体系结构及其系统软件．面向网格应用的共性需求,提出了面向服务的层次化软件结构;引入网格资源空间的概念,实现了网格资源的虚拟化,屏蔽使用网格资源的技术细节．文章通过对网格关键问题的讨论,阐述了织女星网格系统软件的关键技术和设计思路,并通过对传统批作业的测试,分析了织女星网格系统软件的性能．     

基于中间件的桌面云网格结构

 桌面云是一种新的桌面使用模式,提供了远程桌面服务。桌面云中间件是桌面云的关键组件之一,它在合理利用基础设施资源、提高用户体验和保障系统健壮性起着关键性作用。为了满足桌面云的动态需求,本文提出基于中间件的桌面云网格结构,详细说明桌面云中间件的功能和设计要素,设计解决桌面生成的基于动态反馈机制的调度算法和虚拟桌面动态分配算法,通过多节点测试验证该网格结构和算法的合理性与有效性。     

网格环境下的作业运行支持系统分析*

网格环境下的作业运行支持系统支持用户在网格资源上远程提交作业任务,执行科学计算应用程序,并管理运行着的作业任务.作业运行支持系统解决了计算执行环境的准备、状态监视汇报、运行时操纵和I/O支持等方面的关键问题.现有的几种主要的网格中间件系统均提供了作业执行和管理工具,很好地解决了几个主要问题,但并不能完全满足用户的需要,还需进一步改进与完善.     

基于VDI的桌面虚拟化技术

针对当前电力行业存在的终端管理困难、终端数据安全难以保证以及资源利用不充分的问题,采用基于VDI（ Vir-tual Desktop Infrastructure ）的桌面虚拟化技术来解决。在介绍国内外桌面虚拟化主流技术及应用现状的基础上,阐述VMware View桌面虚拟化技术要素与架构,结合某电力公司的桌面虚拟化实施案例,分析桌面虚拟化技术中的常见问题,归纳桌面虚拟化技术在我国电力行业的应用及可推广趋势。