[发明专利]一种基于宽带约束的网格任务调度方法

说明书

                      技术领域

本发明是研究网格计算中任务调度改进方法，即针对处在高速网络环境中网格节点的任务调度方法，特别是一种基于宽带约束的网格任务调度方法。

                      背景技术

现在，已经存在或正在建造的由异构资源组成的分布式系统主要有：Condor、NetSolve、Nimrod、Globus和网格计算系统。这些系统尤其是网格在提供前所未有的计算能力的同时，也提出了一些新的问题，其中，最主要的问题是如何调度应用程序到各种异构资源。可以说，如何在一个分布式系统中调度应用程序，迄今为止，仍然是一个非常棘手的问题。任务调度系统的主要目标就是为应用程序提供一个通用、健壮的调度途径。通常、任务调度系统可以分成三部分：分配器、预测器和调度器。分配器的作用是决定如何将一个可分割的应用程序的子任务集合分配给机器集合中的每一台主机；预测器是预测在每台主机上任务的执行时间分布；调度器则决定在所有的机器的子集合中，哪个子集合为最佳子集合。一个典型的网格调度至少应包括作业提交、收集可用资源静态信息、资源预约、资源动态信息查询、制订调度计划和资源初始化以及作业运行时监控几个过程。

性能预测在高性能计算领域中扮演着一个举足轻重的角色。在任务调度中，如何合理地分割任务、如何合理分配任务到各个工作站，性能预测无疑是作出这些决策的最重要的依据，建立准确而有效的性能预测模型是任务调度能达到最优化效果的关键。迄今为止，尚未有一个被广泛接受的适用于非专用分布式系统的性能预测模型产生。

任务通常可以分为批处理和实时类型，对于前者，调度系统从资源的使用角度考虑，追求系统资源的最大使用效率；而对于后者来说，系统必须保证在某一个时间段内，任务执行的资源能够空闲出来，以保证任务的顺利执行。在资源的使用方式上，实时性任务在运行之前需要进行资源预约的活动，保证在将来的某一段时间内该资源不会被其它任务占用。

                      发明内容

本发明的目的是在通用适应性启发方法的基础上，考虑到网络带宽指标的影响而提出了一种基于宽带约束的网格任务调度方法，以克服上述的不足。

为了实现上述目的，本发明所采用的方法是：设M_v为元任务，CT_ij为任务t_i在主机m_j上的完成时刻，ET_ij为任务t_i在主机m_j上的执行时间，d_j为主机m_j的下一个可用时刻，也就是下一个任务的开始时刻，则有CT_ij＝ET_ij+d_j，该方法的步骤为：

第一步骤：首先根据性能预测模型，按照一定顺序，依次计算出每个任务在每个主机上的执行时间；

第二步骤：对元任务集合M_v中有高网络带宽要求的任务依次进行匹配，直到这些任务全部映射完；

第三步骤：对元任务集合M_v中那些低网络带宽就可以满足的任务依次进行匹配，直到这些任务全部映射完。

上述第二步骤具体过程是：

(1)为每个任务从具有高宽带条件的主机集合中，找到最早完成时刻，相应主机也自然找到；

(2)从这些任务中找出具有最小的最早完成时刻的任务t_k；

(3)分配任务t_k到其对应(就是让其具有最早完成时刻)的那台主机上；

(4)从高带宽要求的任务集中删除该任务tk；

(5)更新d_l，相应更新所有的CT_il(因为CT_il＝ET_i+d_l)。

上述第三步骤具体过程是

(1)为M_v中剩下的任务(低带宽要求)从主机集合中，找到最早完成时刻，相应主机也自然找到；

(2)从这些任务中找出具有最小的最早完成时刻的任务t_k；

(3)分配任务t_k到其对应(就是让其具有最早完成时刻)的那台主机上；

(4)从低带宽要求的任务集中删除该任务t_k；

(5)更新d_l，相应更新所有的CT_il。