基于仿真网格平台的资源调度算法模拟

论文导读：网格资源管理是网格中一件非常复杂和具有挑战性的工作。说明利用网格模拟器可以对资源调度算法作出客观的评价。资源调度模拟，基于仿真网格平台的资源调度算法模拟。
关键词：网格，资源调度算法，资源调度模拟
 

网格计算是分布式计算中一个重要的新领域,它的目标是通过对各种分布式的、异构的、动态的计算资源的集成，向用户提供随处可得的、灵活的、可靠的、一致的、标准的、廉价的计算能力[1]。论文大全，资源调度模拟。

网格资源管理是网格中一件非常复杂和具有挑战性的工作。论文大全，资源调度模拟。资源管理的好坏、效率的高低直接关系到计算网格系统的性能，因此对资源管理的研究显得尤为重要。

在传统的分层调度模型中，网格资源调度的目标与分布式计算系统、集群系统的调度目标是相似的，衡量调度性能的指标包括资源利用率、调度长度等。假设有个作业,需要调度到个资源上运行，任务在上的执行时间为，等待时间为,那么资源调度的目标则是找到一个调度，使得[2]。而在经济模型的网格资源调度中，每个应用在提交的时候都有着时间(deadline)和费用(cost)的要求，因此调度目标就是在满足deadline和cost限制的前提下，根据用户请求(如时间最优、费用最优等)选择不同的调度策略，找到一个合适的调度[3]。论文大全，资源调度模拟。论文大全，资源调度模拟。

由于网格固有的异构性和动态性，很难对网格系统的性能进行评价，因此在网格资源管理和调度算法的研究过程中，人们越来越多地试图采用网格模拟器以提出的算法进行分析和比较。网格模拟器的作用就是模拟一个网格环境，我们可以在这个模拟的环境中研究算法的可行性和性能问题[4]。通过配置不同的参数，可以模拟出现实网格环境中的各种应用场景，使得模拟结果更具真实性；通过分析在模拟器上实验的结果，可以不断地改进算法的设计。

GridSim是澳大利亚墨尔本大学开发的一个基于Java的网格仿真工具。它提供了一个可视化的网格模拟界面称为Visual Modeler[4]。安装好的GridSim运行 java –jarvisualmodeler.jar即可启动模拟界面。在Visual Modeler中可以根据需要添加不同用户和资源，并设置它们的参数(图1，图2)。

图1 启动Visual Modeler

图2 设置用户与资源参数

在GridSim工具中编译代码就可生成模拟结果。我们使用GridSim可以来模拟现有的时间最优算法（Optimise Time）、代价最优算法（Optimise Cost）和时间代价均衡算法（Optimise Cost and Time），并对它们的优劣进行评价。

在Visual Modeler中加入3个用户和3个资源。论文大全，资源调度模拟。网格环境设置如下：

（1）设置用户参数

表1 用户参数设置

（2）采用的资源属性如下:

表2 资源属性设置

生成源代码后采用如下命令编译执行(以OptimiseCost为例):

javac –classpath%gridsim%jarsgridsim.jar;OptimiseCost.java

java –classpath%gridsim%jarsgridsim.jar;OptimiseCost

图3 启动仿真程序图4 User_0基于Optimise Cost的模拟结果

根据输出结果，统计任务完成情况如下表：

表3三种调度策略完成任务情况

表中OptimiseBoth表示Optimise Cost and Time。

作出折线图如下：

图5 三种调度算法模拟结果比较

结果分析：从图表可以看出，User0用的费用最少，但是时间用得多；User1用的费用最多，但完成任务快；User2采用了时间代价均衡算法，费用和时间介于User0和User1之间，并且完成的任务最多。论文大全，资源调度模拟。该结果与算法提出的初衷是一致的，说明利用网格模拟器可以对资源调度算法作出客观的评价，从而使得用户可以根据自己的需求选择合适的调度策略。

在以后的研究中，可以对已有算法进行改进，再通过网格模拟器来检验改进算法是否比原有算法具有优越性，这对资源调度算法的改进研究具有非常强的指导作用。

参考文献：
[1]都志辉,陈渝,刘鹏编著.网格计算[M].北京：清华大学出版社,2003：19～22.
[2]DavidFernández-Baca.Allocatingmodulestoprocessorsinadistributedsystem[J].IEEETransactionsonSoftwareEngineering,November,1989,15(11):1427～1436.
[3]BRAUNTD,SIEGELHJ,BECKN,AComparisonofElevenStaticHeuristicsforMappingaClassofIndependentTasksontoHeterogeneousDistributedComputingSystems[J].JournalofParallelandDistributedComputing,2001,61(1):810～837.
[4]RBuyya,MMurshed.GridSim:AToolkitfortheModdelingandSimulationofDistributedResourceManagementandSchedulingforGridComputing[J].TheJournalofConcurrencyandComputation:PracticeandExperience,2002,14(3):781～890.