树型网格计算环境下的自适应任务调度算法

提出一种基于树型计算网格的自适应调度算法,实现对小粒度独立任务和用户大作业的自适应最优调度。通过对网格环境的实时检测,给出了基于节点负载状况、节点任务执行时间、任务传输时间和任务特性的自适应调度算法,即基于最优任务分配方案的启发式任务调度算法。通过实验与其他调度算法的比较,证明了所提出的任务调度算法在负载平衡和最优跨度方面具有明显的优越性。     

树型网格计算环境下的独立任务调度

任务调度是实现高性能网格计算的一个基本问题,然而,设计和实现高效的调度算法是非常具有挑战性的.讨论了在网格资源计算能力和网络通信速度异构的树型计算网格环境下,独立任务的调度问题.与实现最小化任务总的执行时间不同(该问题已被证明是NP难题),为该任务调度问题建立了整数线性规划模型,并从该线性规划模型中得到最优任务分配方案??各计算节点最优任务分配数.然后,基于最优任务分配方案,构造了两种动态的需求驱动的任务分配启发式算法:OPCHATA(optimization-based priority-computation heuristic algorithm for task allocation)和OPBHATA(optimization-basedpriority-bandwidth heuristic algorithm for task allocation).实验结果表明:在异构的树型计算网格环境下实现大量独立任务调度时,该算法的性能明显优于其他算法.     

基于GRIDSIM的网格调度Min-Min算法改进研究

本文中的网格任务调度算法是在研究异构工作流系统基于OGSA网格协同任务调度的过程中,根据网格环境中资源的可用度,在特定的相依性网格任务环境下,对经典Min—Min算法进行了部分改进,提出基于资源可用度和任务相关性的相依性网格任务映射启发式算法。在作者所设计的层次网格任务调度器中得到了较好的调度效果和调度服务质量。     

基于Min—Min和蚁群算法的网格任务调度方法

网格任务调度是网格计算的研究热点,也是一个NP难问题。文章结合Min-Min算法和蚁群算法的优点,提出了一种基于Min—Min群算法（MMACO）的任务调度方法。仿真实验表明：在网格环境下,该算法具有较好的全局最优求解能力和较快的收敛速度。     

基于任务-资源分配图优化选取的网格依赖任务调度

任务调度是网格应用系统获得高性能的关键.网格计算中一个大型的应用程序往往被分解为具有依赖关系的多个任务.在资源个体差异较大、广域互连的网格环境下任务间的依赖关系对传统的调度策略提出了新的挑战.任务调度的主要工作是为任务分配资源以及确定任务的执行次序,将依赖任务的可能的资源分配方案表示为任务-资源分配图（T-RAG）,在该图的基础上提出了基于T-RAG优化选取的依赖任务调度模型,将依赖任务调度问题转化为图的优化选取问题,解析最优任务-资源分配图可以同时确定资源分配方案和任务的执行次序即为最优调度方案.最后,实现了基于该模型的任务调度算法,该算法与ILHA算法的对比分析表明,在资源差异较大及任务间存在大量数据传输的情况下所提出的算法更优.     

一种基于多维QoS约束的网格作业调度算法

任务调度是实现高性能网格计算的一个重要方面,然而,由于网格资源的动态性、异构性等特征,设计高性能的任务调度算法是一项非常有挑战性的工作,该问题已被证明是一个NP难题。文章中提出了一种新的任务调度算法,该算法根据任务QoS约束以及计算资源性能指标,建立任务调度的线性模型,并根据任务的需求和偏好,从线性模型中得到最优的任务分配方案。模拟实验结果表明：对大量独立任务进行调度时,该算法在满足用户需求方面优于其它算法。     

独立任务调度的启发式算法

任务调度是一个NP-hard问题,而且是并行与分布式计算中一个必不可少的组成部分,特别是在网格计算环境下任务调度更加复杂。该文提出了满足负载均衡的一个启发式任务调度算法。给出了选择处理机和任务的方法,以提高算法的效率。实验表明该算法是一个高效率的调度算法,并且几乎总是找到了最优调度方案。     

网格计算中基于信任机制的动态任务调度

提出了一种基于信任机制的动态任务调度模型，该模型通过MDS（Monitoring and Discovery Service）和NWS（Network Weather Service）组件完成资源信息的收集与反馈，并借鉴现实人类社会中人与人之间的信任关系模型引入信任机制，对数据存储系统采用DSRL(Dynamic Self adaptive distributed Replica Location)方法，对出错节点上的任务采用动态迁移方法。在任务调度策略中对Min min算法进行改进，提出了基于信任机制的Trust Min min算法，提高了网格计算的有效性。最后，采用SimGrid工具包对该模型和算法进行了仿真，验证了算法的合理性和高效性。     

基于通信和计算开销的网格任务调度算法的研究

在计算密集型的异构网格环境中,有效的任务调度是一个关键的问题,这是一个完全NP问题,针对这一问题提出了一种基于通信和计算开销的启发式网格任务调度算法,这一算法考虑了不同的节点计算能力、任务大小和网络带宽,最后给出了相应的实验及相关算法的比较结果,表明了该算法对于异构环境具有更优的性能。     

基于树型Petri网的网格资源调度模型

讨论树型网格环境下独立任务的调度问题,把网格资源计算能力和网络通信速度的异构资源调度问题转化为线性规划问题。提出网格资源调度的树型Petri网模型,基于速度优先的启发式资源调度算法对树型Petri网模型进行性能分析,验证了树型Petri网的单口模式传输特点。     

一种基于QoS的自适应网格失效检测器

失效检测器是构建可靠的网格计算环境所必需的基础组件之一.由于网格中存在大量对失效检测有着不同QoS需求的分布式应用,对于一个网格失效检测器来说,为保持其有效性和可扩展性,应该既能够准确提供应用程序所需的失效检测QoS,又能够避免为满足不同QoS而设计多套失效检测器所产生的多余负载.基于QoS基本评价指标,采用PULL模式主动检测策略实现了一种新的失效检测器--GA-FD(adaptive failure detector for grid),可以同时支持多个应用程序定量描述的QoS需求,不需要关于消息行为和时钟同步的任何假设.同时,证明了GA-FD在部分同步模型下可实现一个◇P类的失效检测器,并给出了相应的实验及数据.     

单层树型网格下独立任务的周期性调度

提出单层树型网格下单位独立任务的周期性调度方法,单位独立任务是大小相等的独立任务.首先,为单层树型网格下的单位独立任务调度建立线性规划模型,通过分析整数线性规划求解过程,发现一个单层树型网格平台在节点构成不同时,分别具有非饱和态、临界态或冗余态特征;并且,随着网格节点上任务数的增多,线性规划最优解呈线性增长,任务调度具有周期性特性.据此给出非饱和态、临界态或冗余态网格的定义、性质和判定方法,推导出单位独立任务调度的周期长度.最后,分析了周期性调度的时间复杂性,提出一种周期性调度算法Periodic-Sched.实验结果表明,周期性调度是有效的.单位独立任务的周期性调度将大规模的任务调度问题简化为一个周期内的任务调度,降低了调度问题的复杂度.该调度方法适用于对Hadoop平台的Map任务进行调度.     

Bandwidth‐aware divisible task scheduling for cloud computing

Task scheduling is a fundamental issue in achieving high efficiency in cloud computing. However, it is a big challenge for efficient scheduling algorithm design and implementation (as general scheduling problem is NP‐complete). Most existing task‐scheduling methods of cloud computing only consider task resource requirements for CPU and memory, without considering bandwidth requirements. In order to obtain better performance, in this paper, we propose a bandwidth‐aware algorithm for divisible task scheduling in cloud‐computing environments. A nonlinear programming model for the divisible task‐scheduling problem under the bounded multi‐port model is presented. By solving this model, the optimized allocation scheme that determines proper number of tasks assigned to each virtual resource node is obtained. On the basis of the optimized allocation scheme, a heuristic algorithm for divisible load scheduling, called bandwidth‐aware task‐scheduling (BATS) algorithm, is proposed. The performance of algorithm is evaluated using CloudSim toolkit. Experimental result shows that, compared with the fair‐based task‐scheduling algorithm, the bandwidth‐only task‐scheduling algorithm, and the computation‐only task‐scheduling algorithm, the proposed algorithm (BATS) has better performance. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

计算资源共享平台中工作流任务调度研究

提出了计算资源共享平台中具有时间约束的工作流任务调度方法,该方法利用了非集中式的树型应用层覆盖网络拓扑结构,从而可以高效而快速的收集资源的可用信息。采用全局调度器与本地调度器结合的方式,通过定义资源的收集功能过程,使每个节点中的本地调度器能够把自身的资源可用信息提供给全局的调度器,工作流中任务的最后期限时间约束和任务的恢复时间以一种时间间隙的机制来完成。仿真结果表明,分治模式和解方程类的迭代模式的工作流任务能够在平台上成功调度运行,具有比较快的响应时间和低的通信负载。     

云计算平台中非定期任务并行调度仿真

由于云计算平台的动态不确定性和非定期任务调度本身的复杂性,使得非定期任务调度过程中的耗时长和负载不均等问题很难得到有效解决。针对上述问题,提出一种非定期任务并行调度方法,并应用到云计算中。通过多方面考虑云平台客户非定期任务的截止时间底线、调度估算等并行调度约束条件和各种可用资源的性能参数,对非定期任务调度的多目标约束条件进行量化建模。基于建模生成的隶属度函数将非定期任务多目标约束的调度优化问题转变成单一目标约束问题,采用模拟退火算法对该问题进行求解,最终实现对非定期任务的并行调度。分析实验结果可知,与传统方法相比,所提方法能够有效减少非定期任务的传输时间,并且能够均衡节点负载,表明所提方法具有有效性。     

云中多媒体应用中基于混合DAG的最优任务调度研究

云计算的平台优势使得它在多媒体应用中得到广泛使用。由于多媒体服务的多样性和异构性,如何将多媒体任务有效地调度至虚拟机进行处理成为当前多媒体应用的研究重点。对此,研究了云中多媒体最优任务调度问题,首先引入有向无环图来模拟任务中的优先级及任务之间的依赖性,分别对串行、并行、混合结构任务调度模型进行任务调度研究,根据有限资源成本将关键路径中任务节点融合,提出一种实用的启发式近似最优调度方法。实验结果表明,所提调度方法能够以最短的执行时间在有限的资源成本下完成最优的任务分配。     

基于Kriging代理模型的动态云任务调度方法

任务调度在云计算环境中发挥着重要作用。提出一种基于Kriging代理模型的动态云任务调度方法。通过对云任务在不同资源组合下的性能表现进行Kriging代理模型建模并优化,从而得到对应于该云任务的最优资源分配方案;利用云平台的API,可动态对该云任务实施资源调度。基于OpenStack开源云平台,对两个工程计算应用进行了任务调度性能测试,结果表明该方法可有效动态调整云任务中的资源配给,按需按优对平台中的云任务进行资源调度。     

Scheduling strategies for master-slave tasking on heterogeneous processor platforms

We consider the problem of allocating a large number of independent, equal-sized tasks to a heterogeneous computing platform. We use a nonoriented graph to model the platform, where resources can have different speeds of computation and communication. Because the number of tasks is large, we focus on the question of determining the optimal steady state scheduling strategy for each processor (the fraction of time spent computing and the fraction of time spent communicating with each neighbor). In contrast to minimizing the total execution time, which is NP-hard in most formulations, we show that finding the optimal steady state can be solved using a linear programming approach and, thus, in polynomial time. Our result holds for a quite general framework, allowing for cycles and multiple paths in the interconnection graph, and allowing for several masters. We also consider the simpler case where the platform is a tree. While this case can also be solved via linear programming, we show how to derive a closed-form formula to compute the optimal steady state, which gives rise to a bandwidth-centric scheduling strategy. The advantage of this approach is that it can directly support autonomous task scheduling based only on information local to each node; no global information is needed. Finally, we provide a theoretical comparison of the computing power of tree-based versus arbitrary platforms.     

具有模糊多目标的网格任务调度算法

在异构的网格计算平台上,网格中有用户、资源管理员、组织管理者等实体,这些实体对网格的管理、使用、维护、安全性、可靠性等目标都提出了要求,并且这些目标有时是不可量化的。针对具有模糊多目标网格计算的任务调度问题,提出模糊多目标网格任务调度模型,使用模糊化等式对多目标进行模糊处理,给出求解该模型的模糊化定理,并对该定理进行证明。利用差分优化算法无需目标函数连续可微的特点,提出使用模糊差分优化算法完成模糊多目标的网格任务调度。实验结果表明,模糊差分优化算法较现有算法在执行时间上处于劣势,但在可靠性、安全性和丢失任务数三个指标上要优于现有算法。