基于DPDK的并行计算调度算法的研究

发布时间：2023-04-28 18:56

　　随着计算机技术的兴起和发展,计算机的计算能力不断提高,推动了其他领域的进一步发展,并行计算作为提高计算机系统计算性能、可用性和可靠性的重要途径,是计算机技术发展的热点和主要方向之一。本文研究了并行计算的技术背景和基础知识。针对独立任务调度和关联任务调度问题,提出了一种将独立任务转化为关联任务的方法,将模型进行了统一。此外,对已有的关联任务调度算法进行了深入研究,分析了它们的不足。在HEFT(Heterogeneous Earliest Finish Time)算法的基础上,充分考虑了计算节点的异构性和任务对后续任务的影响,改进优先级和关键任务的最早完成时间的计算方法,提出了IRE(Improved Rank and EFT)算法,缩短了有向无环图任务的调度长度。并从操作系统的层面,分析了造成通信代价过高的原因,提出使用mTCP用户态协议栈来代替操作系统的内核协议栈进行网络通信。使用现代x86架构CPU(Central Processing Unit,中央处理器)都支持的SIMD(Single Instruction Multiple Data,单指令多数据流)指令集优化大量的循环四则运...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 常用独立任务调度算法
        1.2.2 独立任务调度研究现状
        1.2.3 常用关联任务调度算法
        1.2.4 关联任务调度研究现状
        1.2.5 数据平面开发套件研究现状
    1.3 经典算法存在的问题
    1.4 本文研究内容
    1.5 本文组织结构安排
第二章 并行计算调度关键技术
    2.1 并行计算概述
    2.2 并行计算任务调度模型
    2.3 任务调度问题简介
        2.3.1 任务调度优化目标
        2.3.2 独立任务调度问题描述
        2.3.3 关联任务调度问题描述
    2.4 本章小结
第三章 关联任务调度算法及改进
    3.1 有向无环图任务调度模型
    3.2 通用模型转换
    3.3 参数定义
    3.4 经典的表调度算法
        3.4.1 HEFT算法
        3.4.2 HCPFD算法
    3.5 表调度算法优化
        3.5.1 并行计算异构问题
        3.5.2 优先级的计算方法改进
        3.5.3 关键任务最早完成时间计算方法的改进
        3.5.4 对比分析
    3.6 本章小结
第四章 基于数据平面开发套件的算法调优
    4.1 并行计算通信代价问题
        4.1.1 造成通信代价过高的原因
        4.1.2 通信代价过高的解决方案
    4.2 调度算法调优
        4.2.1 数据级并行优化
        4.2.2 亲和性优化
        4.2.3 大页内存优化
    4.3 本章小结
第五章 实验与结果分析
    5.1 实验平台搭建
    5.2 关联任务调度算法实验与结果分析
        5.2.1 有向无环图生成器
        5.2.2 调度长度对比
    5.3 算法耗时对比
    5.4 协议栈性能对比
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
    获奖情况
    参研项目与主持基金
        1.校企合作项目
        2.企业合作项目



本文编号：3804281