【摘要】： 基于開放式體系標(biāo)準(zhǔn),采用通用商業(yè)產(chǎn)品構(gòu)建的集群計算體系已在高性能計算領(lǐng)域得到大量采用,在全世界排名前500名的超級計算機系統(tǒng)中,有360個為集群體系結(jié)構(gòu),占到了500強總數(shù)量的72%[1]。 集群系統(tǒng)是在商品化部件日益高性能、穩(wěn)定可靠、并且廉價的背景下出現(xiàn)的,人們將服務(wù)器、工作站、甚至高檔微機用高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接起來,用以代替價格昂貴的大型機和M PP等系統(tǒng)。集群系統(tǒng)以良好的可擴展性和性價比,迅速成為構(gòu)建超級計算機的首選體系結(jié)構(gòu)。同時,由于各種應(yīng)用系統(tǒng)大數(shù)據(jù)量處理,高密度的數(shù)據(jù)吞吐的需求也對集群系統(tǒng)的高擴展性也提出了更高的要求。將集群調(diào)度分派功能全部分布至后端服務(wù)節(jié)點,能夠大大降低傳統(tǒng)上提供調(diào)度及系統(tǒng)平衡負(fù)載機制的前端機的負(fù)荷,消除了系統(tǒng)擴展功能的瓶頸。但實時性應(yīng)用苛刻的響應(yīng)時限要求也對集群體系功能提出了挑戰(zhàn)。常規(guī)的實時操作系統(tǒng)通過內(nèi)核實時調(diào)度,集中計算資源保證了實時任務(wù)的時限。但其資源調(diào)度基于單機系統(tǒng),缺乏支持多節(jié)點集群體系的功能,且多用于嵌入式體系,內(nèi)存和儲存空間有限,難于支持集群結(jié)構(gòu)。目前通行的在中間層加入集群負(fù)載平衡調(diào)度的作法側(cè)重于荷載均衡分布,目標(biāo)是系統(tǒng)產(chǎn)出最大化,而難以滿足實時任務(wù)對響應(yīng)時限的要求。因此,研究針對開放式集群體系的實時調(diào)度機制,實現(xiàn)對不同時限任務(wù)的區(qū)分,在保證實時任務(wù)時限的同時兼顧吞吐量的需求已經(jīng)變得十分緊迫。 本文調(diào)研了當(dāng)前集群系統(tǒng)的現(xiàn)狀,分析了實時集群系統(tǒng)的實際需求,詳細(xì)研究工作如下: ①提出了三種實時調(diào)度策略,并在Linux系統(tǒng)平臺下對實時集群系統(tǒng)進行了詳細(xì)設(shè)計,建立了開放式的實時集群系統(tǒng)平臺。 ②除此以外,專門研究了在系統(tǒng)超載情況下的應(yīng)對策略,提出了超載情況下緩解系統(tǒng)壓力,遏制系統(tǒng)性能惡化的任務(wù)丟棄機制。 ③在分析了當(dāng)前系統(tǒng)節(jié)點的發(fā)展趨勢并且充分考慮了Linux操作系統(tǒng)中CPU和IO之間的協(xié)調(diào)關(guān)系之后,本文作了順序服務(wù)模式和并發(fā)服務(wù)模式的研究,同時也提出了一種在并發(fā)模式下的彈性控制機制,使得多個任務(wù)能夠更加合理的在并發(fā)模式下共享系統(tǒng)資源。 ④對于現(xiàn)有RTCS系統(tǒng)的通信IO做出了優(yōu)化分析,利用開放平臺提供的IO多路復(fù)用方法提高了系統(tǒng)的響應(yīng)能力,挖掘了系統(tǒng)潛在的并行性,增強了前端機的處理能力。 以上各種優(yōu)化設(shè)計都得到了實驗的證明,其總體性能均優(yōu)于原始的RTCS集群系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP338;TP311.52
【圖文】：

們開發(fā)的實時集群系統(tǒng)面向的目標(biāo)是在系統(tǒng)動態(tài)負(fù)載平衡的基礎(chǔ)據(jù)，使其獲得整體高吞吐量，單任務(wù)快速響應(yīng)時間。也就是說任傳感器網(wǎng)絡(luò)（sensor network）信息的處理[5]。每一個后端機（對 real server）只處理從任意一個傳感器交付的單個任務(wù)。而每個后向高性能科學(xué)計算任務(wù)的集群系統(tǒng)中的各個節(jié)點，它們之間有大同步協(xié)作。由此決定了這種實時集群系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。由于上述的實時集群系統(tǒng)采用無共享體系結(jié)構(gòu)：以太網(wǎng)交換機后端服務(wù)器傳感器

【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 朱曉敏;異構(gòu)集群系統(tǒng)中實時任務(wù)若干調(diào)度問題研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王翠萍;LSF系統(tǒng)中作業(yè)調(diào)度的研究與優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2009年

本文編號：2736344