高性能計(jì)算環(huán)境下的副本技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算網(wǎng)格是一種以計(jì)算為中心的網(wǎng)格技術(shù)，是新一代的高性能計(jì)算環(huán)境，它通過共享網(wǎng)格環(huán)境中的計(jì)算資源，以達(dá)到提高計(jì)算性能的目的。在高性能計(jì)算環(huán)境下，與計(jì)算資源緊密相關(guān)的是大量動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)資源，這些數(shù)據(jù)資源具有海量、分布式存儲(chǔ)等特點(diǎn)，同時(shí)各種計(jì)算任務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)的訪問和處理非常頻繁，因此，如何有效管理海量的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)資源便成為高性能計(jì)算領(lǐng)域亟待解決的問題。 為此，數(shù)據(jù)管理中的副本技術(shù)被廣泛引入計(jì)算網(wǎng)格，通過在網(wǎng)格環(huán)境中創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件的副本，減少文件的

2、遠(yuǎn)程訪問次數(shù)，進(jìn)而提高完成計(jì)算任務(wù)的整體性能。 如何選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間、地點(diǎn)創(chuàng)建適當(dāng)數(shù)量的副本，以及如何刪除不需要再保存的副本是副本技術(shù)中的關(guān)鍵問題，也是計(jì)算網(wǎng)格的一個(gè)研究熱點(diǎn)。論文基于校園計(jì)算網(wǎng)格，主要就副本動(dòng)態(tài)管理問題開展了研究，提出了副本優(yōu)化的動(dòng)態(tài)管理策略，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)與分析，同時(shí)在實(shí)際網(wǎng)格環(huán)境下完成了副本改進(jìn)策略的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)和副本管理服務(wù)門戶的開發(fā)。 本文深入研究了網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)對(duì)副本管理效率的

3、影響。對(duì)國(guó)內(nèi)外網(wǎng)格副本技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析和對(duì)比，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了Globus系統(tǒng)中的副本管理方案和基礎(chǔ)服務(wù)組件，探討了現(xiàn)有若干副本管理策略的原理和特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了影響副本策略性能的主要因素，利用瀑布策略及其與層次網(wǎng)格結(jié)構(gòu)緊密關(guān)聯(lián)的特性，結(jié)合其它策略的優(yōu)點(diǎn)，提出基于瀑布策略、以降低總體傳輸代價(jià)為目的的最小傳輸代價(jià)集合策略(MTCA)。 為了對(duì)最小傳輸代價(jià)集合策略(MTCA)性能進(jìn)行評(píng)估和分析，在深入研究和分析當(dāng)前流行的數(shù)據(jù)網(wǎng)

4、格仿真器OptorSim的基礎(chǔ)上，通過修改網(wǎng)格仿真環(huán)境，加入瀑布策略(Cascading)和最小傳輸代價(jià)集合策略(MTCA)，對(duì)仿真器的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、副本仿真器、副本優(yōu)化器等主要仿真模塊進(jìn)行了修改和擴(kuò)展，最終完成了多種策略仿真實(shí)驗(yàn)和性能分析。 最后，基于改進(jìn)的副本管理策略，研究了Globus 網(wǎng)格環(huán)境下副本管理應(yīng)用的原理和開發(fā)方法，分析了Web Service的分布應(yīng)用特性和實(shí)現(xiàn)機(jī)制，另外設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了分布的副本管理和調(diào)度系統(tǒng)，在