摘 要：在網(wǎng)格市場經(jīng)濟(jì)資源管理模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種基于計(jì)算期望的網(wǎng)格資源管理模型。該模型將用戶對資源屬性的具體要求抽象成為作業(yè)對資源的“計(jì)算期望”，并將其映射到相應(yīng)的網(wǎng)格資源屬性，簡化用戶的操作，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格資源的負(fù)載均衡和網(wǎng)格資源靈活、高效的管理與調(diào)度。

關(guān)鍵詞：計(jì)算網(wǎng)格；計(jì)算期望；資源管理模型；資源調(diào)度算法

A Computing Expectation-based Grid Resource Management Model

HU Liang，F(xiàn)AN Xiaoguang，BAI henxing

(Engineering College，Air Force Engineering University，Xi′an，710038，China

Abstract：A computing expectation based grid resource management model is presented based on the theory of grid economy model.This model presented a mechanism of autonomous resource price fluctuation is put forward.Resource load balancing is implemented by the balancing of resource supply and demand which is reflected by the resource price fluctuation.The investigations for grid resource management in this paper achieve the load balance of grid resource，simplify the operation of grid user and implement the flexible and efficient management and schedule of grid resource.

eywords：computational grid;computing expectation;recourse management model;arithmetic of resource scheduling

隨著技術(shù)的進(jìn)步和人類需求的發(fā)展，越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域離不開高性能計(jì)算。 網(wǎng)格正在逐漸成為下一代高性能計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)。在分布式環(huán)境中，資源在對不同的用戶在不同的時間有著不同的可用性和代價，優(yōu)先權(quán)和目標(biāo)也隨時間變化。在這樣一個分布的環(huán)境里，資源管理和應(yīng)用程序調(diào)度必須具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性，才可以滿足資源的可用性和用戶要求的動態(tài)變化。同時它們還必須提供可擴(kuò)展的、可控的、可量測的以及容易實(shí)施的管理調(diào)度策略。

網(wǎng)格資源管理模型根據(jù)用戶對計(jì)算資源的要求來進(jìn)行資源調(diào)度，可以更好地利用資源。但是在一個龐大的計(jì)算環(huán)境中，所有的用戶都更傾向于更強(qiáng)的運(yùn)算能力和更豐富的資源，而這將導(dǎo)致資源的不合理分配?；谑袌鼋?jīng)濟(jì)的網(wǎng)格資源管理模型通過經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，設(shè)定適合的市場規(guī)則和價格策略能較好地解決這個問題^［1］。本文在在市場經(jīng)濟(jì)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于計(jì)算期望的網(wǎng)格資源管理模型。該模型通過計(jì)算期望來描述用戶的計(jì)算任務(wù)，并對其進(jìn)行抽象和量化，為實(shí)現(xiàn)靈活高效的資源管理和調(diào)度提供了基礎(chǔ)；在網(wǎng)格市場的資源交易中采用可變價格策略，使網(wǎng)格資源價格根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)資源的交易情況上下浮動，反映了網(wǎng)格內(nèi)的資源供求關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的負(fù)載均衡。

1 模型的結(jié)構(gòu)

基于計(jì)算期望的網(wǎng)格資源管理模型(簡稱計(jì)算期望模型，主要由計(jì)算期望分析器、資源管理交易器、本地市場信息服務(wù)模塊、安全認(rèn)證模塊、作業(yè)管理器、網(wǎng)格信息轉(zhuǎn)發(fā)器等部分組成^［2］。模型基本框架如圖1所示。

分析器負(fù)責(zé)將用戶提出的“計(jì)算期望”轉(zhuǎn)換成對計(jì)算資源屬性相應(yīng)的描述。用戶在提交作業(yè)時，只需要對其作業(yè)運(yùn)行的計(jì)算期望，以及保證作業(yè)正常運(yùn)行所需要的最小資源需求進(jìn)行描述。例如指定“最小作業(yè)計(jì)算費(fèi)用”，“最短作業(yè)計(jì)算時間”等。記網(wǎng)格中資源的價格為P，計(jì)算期望分析器將用戶計(jì)算任務(wù)的計(jì)算期望轉(zhuǎn)換為對資源R和價格P的描述，并把任務(wù)對資源的需求描述提交到資源管理交易器。在保證作業(yè)運(yùn)行所需最小資源的基礎(chǔ)上，盡量滿足用戶的計(jì)算期望。，

資源管理交易器負(fù)責(zé)本地計(jì)算資源的管理與調(diào)度，處理本地資源在網(wǎng)格市場中相關(guān)的交易事宜，并周期性地更新本地市場信息服務(wù)模塊中關(guān)于本地計(jì)算資源與價格的信息，是本模型中的核心組件^［3］。

2 網(wǎng)格資源價格策略

根據(jù)市場經(jīng)濟(jì)原則，各自治域內(nèi)的資源管理交易器應(yīng)當(dāng)能夠獨(dú)立地調(diào)整本自治域內(nèi)計(jì)算資源的價格^［4］。通過價格反映市場的供求關(guān)系，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。在本模型中，各計(jì)算資源根據(jù)自身被使用的狀況實(shí)現(xiàn)其價格的自主決策。

對于自治域內(nèi)每個獨(dú)立的計(jì)算資源，R_i，由其資源提供者設(shè)定各自的漲價影響因子a_i與降價影響因子b_i。，資源評估參數(shù)的定義如式(1所示：