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面向社区云的实例密集型工作流调度方法研究
作 者: 李文浩
导 师: 王海洋
学 校: 山东大学
专 业: 计算机软件与理论
关键词: 社区云 实例密集型工作流 工作流调度算法 服务协作
分类号: TP311.52
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
如何解决多企业间的快速互联协作一直是计算机网络研究中非常重要的研究课题。在目前网络技术迅速发展的背景下急需一种能为不同企业提供统一的快速互联协作机制的新型网络应用架构来满足需求。近年来云计算概念以及相关框架的提出为该问题提供了良好的解决方案。作为一种典型的云计算应用模式,社区云应用模式及相关系统对这方面的支持显得尤为突出。社区云是指由多家企业或机构提供的服务、硬件资源和其他网络资源互联形成的资源共同体。社区云内的资源能够通过以服务的形式进行灵活整合,实现社区云成员间面向业务的快速互联协作。本文以实现社区云应用模式下基于流程的快速互联协作为目标,提出一种面向社区云工作流系统的工作流调度策略及相关算法,能够在社区云工作流系统框架内提供良好的任务调度,解决社区云应用中高并发请求所带来的流程实例密集调度问题。本文所做工作有:1、提出了社区云工作流系统框架,并对其工作原理进行描述。社区云工作流系统框架主要由服务节点、管理节点及服务目录等结构组成,其中服务节点是用于执行社区云成员服务的网络资源的抽象化表示,是协同服务最终的执行者;管理节点负责协调整个社区云工作流系统的执行,并为服务节点提供任务分配与调度;服务目录则保存了所有社区云成员服务节点的工作状态以及QOS信息,为建立协同域过程提供服务检索支持。这些结构共同组成的社区云工作流框架符合社区云应用模式中的资源管理方式,能够满足社区云中基于流程的快速互联协作的要求。2、在对分布式工作流调度算法进行深入研究的基础之上,提出了面向社区云的实例密集型工作流统一调度策略(Unified Scheduling Strategy for Instance-intensive Workflows,USS-I)。该策略通过全局QoS分解、社区云成员间调度、社区云成员内调度等方法进行社区云中的实例密集型工作流的统一调度,实现实时均衡资源负载,为社区云成员间的快速互联协作提供很好的支持。3、通过原型系统实现了USS-I调度策略中的社区云成员内调度算法,QoS分解算法以及社区云成员间调度算法,特别对社区云成员内调度算法QoS限制的预演算调度算法(QCPCSA)作出性能对比实验,实验数据表明该算法中影响因子在特定范围内时能够提高系统性能。综合结果表明USS-I策略能够满足社区云中工作流系统的调度需求。本文研究成果是社区云应用模式下大规模网络应用的核心技术,对于提高网络应用中的流程执行效率,提高流程实例的并发吞吐量,均衡资源负载等都具有重要意义。同时,论文成果也是云计算以服务及其流程为核心计算架构的关键技术之一,具有广阔的应用前景。
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全文目录
摘要 8-10 Abstract 10-12 第1章 绪论 12-15 1.1 研究背景 12 1.2 研究内容 12-13 1.3 本文工作 13 1.4 本文的组织 13-15 第2章 相关研究 15-22 2.1 引言 15 2.2 社区云应用模式 15-17 2.3 云工作流调度技术 17-21 2.3.1 工作流调度问题 17-18 2.3.2 动态算法和静态算法 18 2.3.3 基于最大努力调度算法和基于QoS限制的调度算法 18-19 2.3.4 实例密集型工作流调度算法 19-20 2.3.5 云工作流调度算法 20-21 2.4 本章小结 21-22 第3章 社区云的工作流系统框架 22-29 3.1 引言 22 3.2 社区云工作流系统框架体系结构 22-24 3.3 社区云工作流系统框架部署结构 24-26 3.4 社区云工作流系统运行示例 26-27 3.5 本章小结 27-29 第4章 面向社区云的实例密集型工作流调度策略 29-43 4.1 引言 29 4.2 调度策略组成 29-30 4.3 QoS分解算法QD 30-33 4.3.1 算法目的 30-31 4.3.2 算法思想 31 4.3.3 算法实现 31-33 4.4 社区云成员间调度算法QCOAL 33-38 4.4.1 算法目的 33-34 4.4.2 算法思想 34-35 4.4.3 算法实现 35-38 4.5 社区云成员内调度算法QCPCSA 38-41 4.5.1 算法目的 38 4.5.2 算法思想 38-39 4.5.3 算法实现 39-41 4.6 本章小结 41-43 第5章 性能对比实验及分析 43-51 5.1 引言 43 5.2 实验环境介绍 43-44 5.3 实验实现 44-47 5.3.1 作流流程实例生成过程实现 44 5.3.2 预演算过程实现 44-46 5.3.3 执行引擎实现 46-47 5.4 性能分析及对比 47-50 5.4.1 性能指标 47-48 5.4.2 数据分析 48-50 5.5 本章小结 50-51 第6章 结束语 51-52 参考文献 52-56 致谢 56-57 攻读学位期间发表的主要学术论文 57-58 学位论文评阅及答辩情况表 58
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