云计算环境下科学工作流调度策略研究

发布时间：2021-10-20 17:56

　　通过云计算技术能降低运营成本,保障基础设施更加稳定和高效地运行。在科学研究中存在着计算密集且需要处理大量具有依赖关系数据的任务。工作流技术能够使复杂的科学任务自动化执行,这叫做科学工作流。科学工作流需要对海量数据进行计算和存储,故只能部署到分布式环境中。分布式集群系统或网格系统的成本较高,而云计算具有成本低、性能高、计算和存储资源无限的特点,所以科学工作流一般在云环境中执行。结合云计算的新特性开发高效工作流调度方法就成为一个重要的研究方向。论文主要研究云计算环境下科学工作流的调度问题。论文的主要研究内容包括以下方面:（1）针对科学工作流任务的调度和执行进行建模,讨论现有工作流调度算法和执行框架可能会遇到的挑战和改进方向。（2）对科学工作流的调度问题进行研究,提出两种调度方法。第一种调度方法是预算和截止时间受限的工作流调度方法,该算法能在截止时间和预算均受限的情况下对科学工作流进行调度。实验表明算法拥有较好的性能。第二种调度方法是基于截止时间的工作流容错调度方法。该算法在调度时考虑了虚拟机出现故障的情况,优先调度位于关键路径上的子任务,缩短了整个工作流应用的总体完成时间。（3）在Open... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

云计算的服务类型（1）按架构的三层应用业务模式划分

QoS 给科学工作流的调度提供了标准，但也使得工作流调度问题更加复杂。在本章中，介绍了名为针对异质资源的预算和截止时间受限的工作流调度方法。服务质量中很重要的因素有预算和截止时间，本章提出的算法同时考虑了这两个要素。根据用户给定的预算和截止时间，算法会尝试给出一个合适的调度方案。通过充分的实验表明，算法能够高效地完成调度任务。3.1 引言云计算是一种商业计算模型。通过该模型，用户能方便的按需获取计算能力、存储空间和网络带宽等资源。云计算最基本的思路是通过网络自动地把庞大的计算程序划分成更小程序的有序组合。程序划分完毕后，再把它们提交给由许多服务器构成的更大的系统，最终计算出结果并反馈给用户。通过这种先进的技术，云计算能够让普通用户获取以往只能通过使用“超级计算机”才能得到的资源和便利。

Pegasus工作流管理系统OpenStack私有云层执行层图 5.2 调度模块层次图整个系统可以分为四个层次，分别是 Web 访问层、应用接口层、工作流调度层和执行层照从上到下的次序，高层都依赖于底层提供的服务。Web 访问层给用户提供一个监视工执行和排查错误的 Web 页面。Web 访问层使用应用接口层提供的 API。API 接口是使用ython 程序设计语言和 Flask 框架开发的。工作流调度层主要由 Pegasus 工作流调度系统构工作流调度层使用各种调度方法完成对工作流应用的高效调度。工作流调度层最终会把流的子任务调度到执行层的合适的“执行站点”上。执行层主要负责存储工作流应用相据和执行计算任务，可以看做计算节点和存储节点构成的集合。

【参考文献】：
期刊论文
[1]云计算:体系架构与关键技术[J]. 罗军舟,金嘉晖,宋爱波,东方.  通信学报. 2011(07)
[2]基于逆向分层的网格工作流调度算法[J]. 苑迎春,李小平,王茜,张毅.  计算机学报. 2008(02)
[3]XEN虚拟机分析[J]. 薛海峰,卿斯汉,张焕国.  系统仿真学报. 2007(23)



本文编号：3447349