网格资源提前预留性能优化关键问题的研究

网格计算中采用资源提前预留机制，能够使多种不同资源更好地进行协作分配，避免因无计划使用资源而造成的资源浪费和资源短缺。但是目前在真实网格计算环境中，资源提前预留机制还未被广泛采用，其原因主要在于增加了资源预留机制的网格计算环境，本身需要耗费一定的系统资源来维持该机制的正常运行；而对于终端用户而言，资源预留机制有时会造成用户申请资源的等待时间过长，导致用户资源申请失败。因此目前网格资源提前预留机制从理论到实际应用的关键在于如何提高自身的处理性能，以便用尽可能小的代价，为用户提供更高QoS保证的网格服务。本项目将对网格资源提前预留性能优化的关键问题展开研究，主要包括网格资源提前预留数据结构、接纳控制算法、资源备份和异常处理以及性能调节机制等，为网格资源提前预留机制能够更广泛地应用于真实网格环境打下坚实的理论基础。

网格计算中采用资源提前预留机制，能够使多种不同资源更好地进行协作分配，避免因无计划使用资源而造成的资源浪费和资源短缺。但是目前在真实网格计算环境中，资源提前预留机制还未被广泛采用。网格资源提前预留机制从理论到实际应用的关键在于如何提高自身的处理性能，以便用尽可能小的代价，为用户提供更高QoS保证的网格服务。本项目对网格资源提前预留性能优化的关键问题展开研究，为网格资源提前预留机制能够更广泛地应用于真实网格环境打下坚实的理论基础。. 性能优良的数据结构对于资源预留有着至关重要的作用，合理的数据结构能显著改善接纳控制的总体性能。项目深入分析了现有的资源预留数据结构，并提出多种新的数据结构。提出索引链表并选择了三种经典的现有数据结构（时隙数组、单链表和双链表）作为比较对象。实验结果表明所提出的索引链表的综合性能更优。为了解决非时隙树结构的低性能问题，提出了资源二叉树和资源线索树，通过实验分析了该数据结构的描述能力、处理性能和存储性能。基于B+树高效的数据查找和更新能力，提出一种适用于资源预留的B+树结构。RRB+具有更高的表达精度；同时对于复杂多变的网络环境，RRB+树更易于操作，且具有更高的存储空间利用率。. 接纳控制算法是分布式计算环境中资源提前预留机制的核心。总结了现有的灵活预留接纳控制算法，并在此基础上提出多种新的算法。提出一种可迁移提前预留接纳控制算法。对于不可拓展的固定请求，它允许通过迁移已预留的可拓展请求，为固定请求空出足够的资源，从而提高固定请求被接纳的概率。提出一种可分片预留接纳控制算法，无法实现固定资源预留时，在保证最大分片间隔的前提下，允许对资源进行分片预留；在各分片中，若存在剩余资源量小于请求预留资源量的时隙，允许用最小资源量进行预留。. 网格资源预留服务性能调节机制是提高资源预留算法适应性的重要部分。为实时地调整和改善应用性能，项目组提出了一种基于性能监控的网格应用自适应调节机制, 该机制运用模糊控制技术, 不依赖于应用对象的数学模型，对很难建模的复杂对象, 能利用人的经验知识完成调节任务并兼容网格监控体系结构(GMA) ，具有很好的可扩展性和移植性。