运用移动代理实现网格作业调度的方法技术

运用移动代理来实现网格环境中作业调度的方法对于网格中需要处理的作业，使用分解代理将其分解，依靠网格中的管理系统所提供的信息，并利用移动代理将其迁移至合适的资源上执行。该方案克服了其他作业调度方案的响应时间没有得到保证和在资源上的运行时间可能过长等的缺点，可以实现对网格中资源和作业管理的自适应，降低网格通信量，提高网络的利用率，形成作业的并行求解，从而达到提高网格资源的利用效率和网格计算的执行效率的目标，加快任务的执行，从而提高分布式系统的处理效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种用于在网格计算环境下，使用移动代理实现作业调度的方案，属于网格计算和分布式计算的交叉技术应用领域。
技术介绍
网格计算是伴随着互联网技术而迅速发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算模式。网格计算着眼于大型应用项目，在动态变化的，拥有多个部门或团体的复杂虚拟组织内，灵活、安全地协同资源共享与问题求解。所谓虚拟组织就是一些个人、组织或者资源的动态组合。在网格计算环境中，由不同的自治域而形成的虚拟组织如图1所示。在网格计算环境中，用户通常是以提交作业的方式来使用资源的。作业是用户代码、数据、任务和相关资源描述信息的集合。作业调度使得共享资源的各个作业获得最大的性能。作业调度有两个不同的目标，即高性能计算和高吞吐量计算。前者着眼于每个应用程序执行时间的最小化，通常采用平行处理的方式。而后者着眼于在一个长的时间周期中，通过调度一系列独立的任务来增加系统的处理能力。目前基本的作业调度算法有用户直接指派UDA(User Direct Assigning)算法和最短完成时间MCT算法。用户直接指派算法的主要思想是，每个作业都由用户直接指派在哪个网格资源上执行。指派者并不需要了解被指派资源的状态如何。这种情况的作业管理器只是代替用户传输到目的地而已，至于作业什么时候才能够执行，就要看资源当时的状态了。如果资源碰巧空闲或轻载，作业很快就可以运行；如果资源正好重载，作业什么时候运行，取决于资源本地的作业管理策略。这种算法的优点在于简单，实现容易，但是其缺点显然而致命，作业的响应时间没有得到保证，从作业提交到最后执行完成所需要的时间完全是一个不定值，且不处在望个管理机构的管辖范围之内。该算法给用户提供了指定网格资源的机会，因此用户指定资源的能力会影响作业执行结束的时限。一个比较了解网格结构和工作原理的专业人员，可以通过网格信息服务在查询了网格信息的情况下，把作业指定到合适的资源上执行，这样可以做到在尽可能短的时间内执行完作业。但是它并不能保证作业在资源轻载的情况下快速完成，因为其他用户也会在同时把自己的作业指派给同一个资源执行。最短完成时间(Minimum Completion Time，MCT)算法是从任意的顺序指派每个任务到具有最好期望完成时间的节点，而不考虑该节点是否对任务具有最短执行时间。该算法也称为快速贪心(Fast Greedy)算法。该算法注重的是最早执行结束时间，而不是最短执行时间。最短完成时间作业调度算法，关心的是尽可能早地完成作业，合适调度要求快速响应的作业，这可能导致作业请求者付出比较大的代价，因为作业在资源上运行的时间可能较长。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种运用移动代理来实现网格环境中作业调度的方法。通过使用本专利技术提出的方法可以实现对网格中资源和作业管理的自适应，降低网格通信量，提高网络的利用率，形成作业的并行求解，从而达到提高网格资源的利用效率和网格计算的执行效率的目标。技术方案移动代理技术是随着Internet(因特网)的发展而出现的一种新兴技术，是分布式计算技术和人工智能结合的产物。移动代理是一个能在异构网络中，按照一定的规程自主地从一台主机迁移到另一台主机，并可与其他移动代理或资源交互，代表用户完成特定的任务的程序。实际上它是代理技术和分布式计算技术的结合体。网格的最终目的就是为了给用户提供一种进行高性能计算的便利环境。为了使我们的作业执行尽可能靠近数据源，降低网络通信开销，节省带宽，平衡负载，加快任务的执行，从而提高分布式系统的处理效率，我们提出了一种基于移动代理的作业调度方案。对于网格中需要处理的作业，使用分解代理将其分解，依靠网格中的管理系统所提供的信息，并利用移动代理(Mobile代理)将其迁移至合适的资源上执行。网格计算环境中的作业调度包括作业分解、资源发现与选取、任务分配、任务运行、任务监视与恢复、任务协调与集成等六个方面。运用移动代理实现作业调度的具体步骤如下1)网格节点中的用户将作业提交给作业管理代理；2)作业管理代理为用户提交的作业创建作业控制代理，该作业控制代理负责作业的管理和控制；3)作业控制代理创建作业分解代理，作业分解代理根据作业的大小、权限等性质和分解策略把用户作业分解为若干部分；4)作业控制代理创建资源选取代理，资源选取代理与网格资源管理子系统进行交互；资源选取代理根据提交该作业的节点所授予的权限对资源进行第一次选取，再根据作业控制代理对作业资源要求的描述进行第二次选取，两次选取过程发生后，若干资源节点被该作业选中；5)作业分解代理与资源选取代理通过网格管理系统交互资源选取和作业分配的信息，并向作业控制代理报告其工作完成；6)作业控制代理创建作业分配代理，作业分配代理根据一定的作业分配策略，向步骤4)中已被选中的资源节点分配步骤3)中分解的子作业；7)作业分配代理完成工作，向作业控制代理报告作业分配的情况；8)作业控制代理创建作业调度代理和作业监视代理；9)作业调度代理根据与作业分配代理交互得到的信息创建若干个子作业代理，并把携带子作业的子作业代理发送到资源节点上；作业调度代理在创建这些子作业代理时，需要考虑子作业代理传输安全性、资源预留、子作业代理与本地调度策略如何交互、子作业代理的运行安全性等一系列问题；10)作业调度代理向作业控制代理报告子作业代理的创建完成；11)作业控制代理创建作业协调代理，任务协调代理的主要任务是与子作业代理之间的协调与集成；12)作业监视代理与子作业代理、作业协调代理之间进行信息交互，并把作业执行情况反馈给作业控制代理。若有某个子作业代理出现故障，则作业代理将把该信息反馈给作业控制代理，从第3)步起重新执行；13)若干个子作业代理在各自转移到的节点上，根据所在节点赋予的权限利用资源并行处理分配的作业，并和作业调度代理交互协调，将作业完成的集成信息反馈给作业协调代理；14)当每个子作业代理携带的作业都全部完成，作业协调代理把综合后的信息反馈给作业控制代理；15)作业控制代理向用户提交作业的运行结果。有益效果(1)克服了响应时间没有得到保证和在资源上的运行时间可能过长等的缺点。(2)在地域上分布的异构网格计算环境下中能自主地将计算任务从一计节点迁移到另一节点；并可与其它代理或资源交互以实现作业和资源的管理和自适应。(3)移动代理可以迁移到网格计算环境的各级客户服务器或中央服务器上，与之进行本地高速通信，它不再占用网络资源，从而大大降低了网格的通讯量，并提高了网络资源的利用效率。(4)移动代理通过在局域网服务器之间双向移动来传递对应的资源信息、负载信息、通讯量和任务执行序列等信息。这些信息作为资源管理、负载平衡、通讯调整、任务调度等的参考依据，移动代理根据这些数据智能的判断管理域的情况并做出相应处理。这将大大改善系统的性能和智能化水平，提高网格计算的可靠性和执行效率。(5)移动代理通过将服务器请求代理动态迁移到其它server端执行，使得此代理较小依赖网络传输环节而直接面对要访问的服务器资源，从而避免了大量数据间的网络传送，降低了系统对网络带宽的依赖。(6)在网格计算中，移动代理不需要统一的调度。由用户创建的代理可以异步在不同计算节点运行，等任务完成再将结果传送给用户。同一用户或同一计算节点可创本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运用移动代理来实现网格环境中作业调度的方法，其特征在于该方法中的作业调度使用了移动代理技术来实现，具体步骤如下：１）网格节点中的用户将作业提交给作业管理代理；２）作业管理代理为用户提交的作业创建作业控制代理，该作业控制代 理负责作业的管理和控制；３）作业控制代理创建作业分解代理，作业分解代理根据作业的大小、权限等性质和分解策略把用户作业分解为若干部分；４）作业控制代理创建资源选取代理，资源选取代理与网格资源管理子系统进行交互；资源选取代理根据 提交该作业的节点所授予的权限对资源进行第一次选取，再根据作业控制代理对作业资源要求的描述进行第二次选取，两次选取过程发生后，若干资源节点被该作业选中；５）作业分解代理与资源选取代理通过网格管理系统交互资源选取和作业分配的信息，并向作 业控制代理报告其工作完成；６）作业控制代理创建作业分配代理，作业分配代理根据一定的作业分配策略，向步骤４）中已被选中的资源节点分配步骤３）中分解的子作业；７）作业分配代理完成工作，向作业控制代理报告作业分配的情况；８ ）作业控制代理创建作业调度代理和作业监视代理；９）作业调度代理根据与作业分配代理交互得到的信息创建若干个子作业代理，并把携带子作业的子作业代理发送到资源节点上；作业调度代理在创建这些子作业代理时，需要考虑子作业代理传输安全性、资源预 留、子作业代理与本地调度策略如何交互、子作业代理的运行安全性等一系列问题；１０）作业调度代理向作业控制代理报告子作业代理的创建完成；１１）作业控制代理创建作业协调代理，任务协调代理的主要任务是与子作业代理之间的协调与集成；　 　１２）作业监视代理与子作业代理、作业协调代理之间进行信息交互，并把作业执行情况反馈给作业控制代理。若有某个子作业代理出现故障，则作业代理将把该信息反馈给作业控制代理，从第３）步起重新执行；１３）若干个子作业代理在各自转移到的节 点上，根据所在节点赋予的权限利用资源并行处理分配的作业，并和作业调度代理交互协调，将作业完成的集成信息反馈给作业协调代理；１４）当每个子作业代理携带的作业都全部完成，作业协调代理把综合后的信息反馈给作业控制代理；１５）作业控 制代理向用户提交作业的运行结果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王汝传，刘欣，王海艳，陈建刚，张琳，任勋益，蒋凌云，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]