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网格资源管理和调度仿真工具研究进展 网格资源管理和调度仿真工具研究进展2011-02-26 18：29 转自：网格资源管理和调度仿真工具研究进展 李波，石冰心，沈斌，刘继承 (华中科技大学电子与信息工程系，湖北武汉430074) 摘要：仿真是研究大规模分布式异构环境中资源管理和调度的重要方法。目前主要的仿真工具包括Bricks、MicroGrid、SimGrid、GridSim、OptorSim和hicSim。本文介绍了这些仿真具的必威体育精装版研究进展，说明了各种工具的主要设计目标、框架结构、研究成果、主要优势和不足，分析了网格仿真工具的发展方向。 关键词：网格作业调度数据管理仿真 网格是构筑在Internet基础上的一组新型技术，对于由地理分布、组织独立的计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源等组成的动态虚拟组织的资源实现共享和协作问题的求解川。作业调度和数据管理技术是网格资源管理的重要部分。资源管理主要解决资源的定位、分配、认证、进程创建以及其他使用资源的准备活动；作业调度主要解决任务分解、指派和安排任务执行顺序的问 题；数据管理主要解决数据网格中的数据文件的移动、复制和删除等工作。在网格这样的复杂系统中，难以采用实验的方法对不同的作业调度和数据管理算法的性能进行分析和比较。在网格资源管理和调度算法的研究过程中，研究人员越来越多地试图采用网格仿真工具对提出的算法进行分析和比较，在相关研究论文中不断出现了一些网格仿真工具，主要包括Bricks【2J、MicroGrid【3J、SimGrid【4J、GridSim【5J、Optor-Simt6]和ChicSim[。本文将介绍这些仿真工具的必威体育精装版研究进展，说明各种工具的主要设计目标、框架结构、研究成果、主要优势和不足，并分析网格仿真工具今后的发展方向。 1研究现状 1.1 Bricks Bricks是由日本Ochanomizu大学和东京工业大学等在1999年发布的基于Java的通用网格仿真工具，主要用于对高性能全局计算系统中的不同调度算法和框架进行 评估。在设计思想上，Bricks采用了客户机/网络/服务器的体系结构，它由全局计算环境和调度单元组成。全局计算环境包括客户端、网络和服务器三个部分，分别表示用户、网络和服务资源，其中网络和服务器资源表示为排队系统，整个ricks作为一个排队系统离散事件仿真器运行。 计算任务模型由通信时的数据量和计算时的指令数量表示；网络通信模型除了带宽、时延之外还包括网络拥塞状态的模拟。调度单元可以根据对当前服务器和网络状态进行监测，将监测结果存储到资源数据库中。该单元还包括了性能预测功能，能够仿真和比较各种调度机制。 Bricks采用的组件化结构使之能够灵活地替换和增加新的仿真模块。它作为通用的网格仿真工具，已经用于多客户机多服务器的网络计算环境中，对作业完成期限的调度算法、数据网格中的不同的调度和复制算法的性能进行仿真，增加了对存储资源(本地磁盘I/O开销、存储队列)和复制管理机制的仿真。由于现在不开放源代码，其他研究者不便于对此仿真工具进行更进一步的分析和改进。 1.2 Microgrid Microgrid是由美国加州大学圣地亚哥分校UCSD于2000年发布的一个虚拟的网格计算环境，主要用于网格资源管理和应用程序适应性问题的研究。Micragrid是用C语言开发的，运行于x86 Linux操作系统，目前必威体育精装版的版本是2004年5月发布的MicroGrid 2.4.5。和其他网格仿真工具不同的是，Microgrid的一个重要的设计目标是通过对Globus Toolkit的模拟，使运行在Globus上的应用程序能够不加修改地直接运行在Microgrid之上。通过可重复和可控制的模拟实验对动态资源管理技术进行科学研究和评估。通过截获应用对Globus的调用并模拟它在实际资源上的运行和性能特征，实现对所用动态资源管理技术的评价。为了实现虚拟的Globus运行环境，Microgrid提供了对网格资源和网格信息服务的模拟，其中网格资源分为网络 资源和计算机资源，分别通过网络在线仿真器MaSSF(MicroGridNetwork Online Simulator)和CPU控制器来模拟。在必威体育精装版的版本中，MicroGrid支持对Globus Toolkit 2.4的虚拟化，支持用C、C++、Perl、Python等语言开发的应用，支持 消息传递界面MPI(Message Passing Interface)并行程序。目前Microgrid的开发目标主要包括实现Globus Toolkit 3虚拟计算环境，开发磁盘I/O仿真器来模拟存储系统行为。 通过对Globus环境的应用程序进行模拟，Microgrid一方面能够很精确地模拟一个网格应用程序在不同运行