高校分类_高效分配网格资源设计方案
摘：介绍基集群技术作业理系统PBS重点研究PBS系统体系结构工作原理着重系统进程运行机制安全策略调度策略通信策略等方面进行阐述分析讨PBS网格计算环境融合出实现方案
关键词：网格资源安全策略
1引言
网格集成计算资源环境充分吸收种计算资源转化成种处标准时济计算力传统网络资源网格资源具异构性动态性治性特点１
网格资源特性网格资源身理带实现困难控性时满足高性计算目必须提供高效资源理服务网格系统资源理负责决定作业请求CPU服务等时间作业存分配样衡计算负载等方面问题资源理时负责提交系统作业间分配资源（作业间资源理）资源绑定单作业提出请求（作业资源理）果没作业间资源理资源户间错误分配户失公性糟糕作业资源理导致户程序运行性降原程序请求资源早已超负荷者根请求满足系统求资源
存问题网格资源理网格计算环境中处重位网格研究研究课题目前网格计算环境底层资源通采作业理系统进行理
2PBS作业理系统分析
PBS（PortableBatchSystem）作业理系统初NASAAmes研究中心开发提供满足异构计算网络需软件包特满足高性计算需力求提供批处理初始化调度执行控制允许作业机间路PBS独立调度模块允许系统理员定义资源作业数量调度模块存排队作业运行作业系统资源状况信息提供TCLBACLC三种程语言调度策略容易修改适应计算需目标系统理员方便实现调度策略
PBS作业理系统说特征：
·易性：资源提供统接口易配置满足系统需求灵活作业调度器允许系统采调度策略·适配性：适配种理策略提供扩展认证安全模型支持广域网负载动态分发建立物理位置实体虚拟组织
·灵活性：支持交互批处理作业
PBS作业理系统4部分组成：控制台服务进程调度进程执行进程
PBS工作程实际服务进程调度进程执行进程三进程间相互通信相互调程三进程分执行职时进程提供服务完成作业运行PBS工作程中首先户产生事件（里指作业提交）事件通知服务进程开始调度周期然服务器进程发送调度命令作业调度进程调度进程开始启动调度工作收服务器进程调度命令作业调度进程执行进程请求利资源信息执行进程根资源信息返回作业调度器资源信息资源信息调度进程服务器进程请求作业信息服务器进程接收请求发送作业信息作业调度进程调度进程产生执行作业策略作业调度器发送执行作业请求服务进程服务器进程接收请求发送作业执行进程执行作业
3PBS网格环境结合
网格计算环境户提供强计算资源PBS融入网格计算环境中PBS访问更计算资源PBS资源提供力增强户调理域资源资源样时PBS融入网格计算环境扩展网格计算环境身计算资源面PBS目前全球重网格计算项目Globus间结合介绍间资源调度数传输安全认证等方面解决方案
Globus项目美国Argonne国家实验室等科研单位研发项目发起20世纪90年代中期Globus项目目前全球重网格计算项目初目希美国境高性计算中心通高性网络连接起方便美国学研究机构提高高性计算机效率
PBSGlobus结合目达彼计算资源相互调PBSGlobus资源调实现户提供访问网格计算资源建立门户户通提交作业调PBS资源样调远端理域资源Globus负责提供底层资源理者接口相应数传输安全认证资源调度等策略GlobusPBS资源调实现扩展网格计算环境底层计算资源２通结合目实现网格计算环境基模型
PBS调Globus资源时首先需解决资源发现PBSGlobus资源进行调度提交作业中必须作业资源说明进行描述寻找Globus资源加利达资源指定目作业资源需求描述中加入特定参数Lsiteglobusresourcename参数仅仅标记作业资源需求期未分配Globus资源次需提供资源请求信息接收端口申请Globus资源作业会正常PBS提交作业样资源请求发送PBS服务器等服务进程处理调度进程会根作业资源请求作业传送资源匹配执行节点节点执行进程运行提供专门接收Globus资源请求端口启动服务进程时启动pbs_mom_globus
进程调度器发现作业特定Globus资源请求直接作业发送pbs_mom_globus进程进行处理利Globus资源PBS作业必须Globus作业形式进入Globus进行资源利通pbs_mom_globus进程作业中PBS参数全部映射成GlobusRSL形式３
整资源调度程中PBS实际充网格计算环境入口点通提交PBS作业实现网格计算资源调户资源样远端资源理者资源Globus作种中间件负责规划网络间通信安全协议实现远端资源理者通信接口外PBS通文件stageinstageout配合GlobusGASS服务进行数传输解决PBSGlobus数传输问题全局二级存储服务GASS（GlobalAccesstoSecondaryStorage）支持网格环境远程IO问题针网格计算环境中文件访问模式进行优化支持
Globus调PBS资源时相PBSGlobus资源调简单Gloubs提交Globus作业时通命令行参数中添加PBS服务器名称路径指定需调PBS资源命令结尾添加jobmanagerPBS参数开启GloubsyPBS间端口Globus提交作业请求送GRAMGatekeeper判断作业需调资源根RSL描述解析出务分配参数传递新创建务理者务理者接需调PBS资源请求作业资源信息描述发送jobmanagerPBS端口jobmanagerPBS端口会产生新PBS脚语言描述资源信息作业脚务理者脚发PBS服务器进行执行
4PBS系统测试分析
硬件环境配置方面首先选择组适合实验程机搭建实验环境出实验稳定性兼容性考虑选取8台硬件软件配置完全样机硬件配置：CPUPⅡ400MHZ存128SDRAM操作系统：Linux90样便PBS系统整体性测试次机间通信提供快速稳定网络环境采太网技术5类双绞线台百兆交换机8台机器组成型局域网环境进行相应网络设置软件环境配置PBS系统安装配置包括：系统安装服务器配置执行节点配置进程启动建立作业队列实验容提交矩阵相行作业矩阵运算科学工程计算中基核心问题进行测试具代表性作业完成AB两1000*1000矩阵相目搭建PBS系统环境进行测试检验PBS系统正确运转相关性测试实验结果进行分析４
首先采行行列划分算法通MPI编写实现矩阵相行程序pjobc（程序代码见附录）linuxmpiccpjobc进行编译生成aout执行文件参运算矩阵文件AdatBdat拷贝单机直接运行命令out记录运行产生结果然编写作业提交脚件脚中作业进行资源需求描述运行命令qsubparallel_jobPBS服务器提交作业通监控命令qstat作业已分配执行队列中处执行状态服务器分行作业子进程传输台执行节点运行8台执行节点处运行状态节点行程序子进程运行结束标准输出文件中产生运算结果记录运行时间逐步减少执行节点数目继续实验直剩单机运行记录单机运行产生结果运行时间Fig3connectionbetweonJobtimeandnode5结束语
提出种适合集群环境高效资源分配利方案出详细设计程深入分析PBS系统部运行机制安全机制调度策略等方面问题提出改进方案研究PBS系统网格计算环境融合问题PBS集群计算环境融入网格计算环境PBS系统作网格计算环境低层资源通globusPBS系统进行作业提交测试PBSglobus正常运转
1志辉网格计算M．北京：清华学出版社2023：10
2郑纬民等译高性集群计算M．结构系统（第卷）北京：电子工业出版社2023：6
3PBS户手册：PBSAdministratorGuideS．2000：4
4李罗家融王华忠基BEOWULFPC集群系统设计行编程研究J．微机算计信息2023
高效分配网格资源设计方案飞雪
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摘：介绍基集群技术作业理系统PBS重点研究PBS系统体系结构工作原理着重系统进程运行机制安全策略调度策略通信策略等方面进行阐述分析讨PBS网格计算环境融合出实现方案
关键词：网格资源安全策略
1引言
网格集成计算资源环境充分吸收种计算资源转化成种处标准时济计算力传统网络资源网格资源具异构性动态性治性特点１
网格资源特性网格资源身理带实现困难控性时满足高性计算目必须提供高效资源理服务网格系统资源理负责决定作业请求CPU服务等时间作业存分配样衡计算负载等方面问题资源理时负责提交系统作业间分配资源（作业间资源理）资源绑定单作业提出请求（作业资源理）果没作业间资源理资源户间错误分配户失公性糟糕作业资源理导致户程序运行性降原程序请求资源早已超负荷者根请求满足系统求资源
存问题网格资源理网格计算环境中处重位网格研究研究课题目前网格计算环境底层资源通采作业理系统进行理
2PBS作业理系统分析
PBS（PortableBatchSystem）作业理系统初NASAAmes研究中心开发提供满足异构计算网络需软件包特满足高性计算需力求提供批处理初始化调度执行控制允许作业机间路PBS独立调度模块允许系统理员定义资源作业数量调度模块存排队作业运行作业系统资源状况信息提供TCLBACLC三种程语言调度策略容易修改适应计算需目标系统理员方便实现调度策略
PBS作业理系统说特征：
·易性：资源提供统接口易配置满足系统需求灵活作业调度器允许系统采调度策略·适配性：适配种理策略提供扩展认证安全模型支持广域网负载动态分发建立物理位置实体虚拟组织
·灵活性：支持交互批处理作业
PBS作业理系统4部分组成：控制台服务进程调度进程执行进程
PBS工作程实际服务进程调度进程执行进程三进程间相互通信相互调程三进程分执行职时进程提供服务完成作业运行PBS工作程中首先户产生事件（里指作业提交）事件通知服务进程开始调度周期然服务器进程发送调度命令作业调度进程调度进程开始启动调度工作收服务器进程调度命令作业调度进程执行进程请求利资源信息执行进程根资源信息返回作业调度器资源信息资源信息调度进程服务器进程请求作业信息服务器进程接收请求发送作业信息作业调度进程调度进程产生执行作业策略作业调度器发送执行作业请求服务进程服务器进程接收请求发送作业执行进程执行作业
3PBS网格环境结合
网格计算环境户提供强计算资源PBS融入网格计算环境中PBS访问更计算资源PBS资源提供力增强户调理域资源资源样时PBS融入网格计算环境扩展网格计算环境身计算资源面PBS目前全球重网格计算项目Globus间结合介绍间资源调度数传输安全认证等方面解决方案
Globus项目美国Argonne国家实验室等科研单位研发项目发起20世纪90年代中期Globus项目目前全球重网格计算项目初目希美国境高性计算中心通高性网络连接起方便美国学研究机构提高高性计算机效率
PBSGlobus结合目达彼计算资源相互调PBSGlobus资源调实现户提供访问网格计算资源建立门户户通提交作业调PBS资源样调远端理域资源Globus负责提供底层资源理者接口相应数传输安全认证资源调度等策略GlobusPBS资源调实现扩展网格计算环境底层计算资源２通结合目实现网格计算环境基模型
PBS调Globus资源时首先需解决资源发现PBSGlobus资源进行调度提交作业中必须作业资源说明进行描述寻找Globus资源加利达资源指定目作业资源需求描述中加入特定参数Lsiteglobusresourcename参数仅仅标记作业资源需求期未分配Globus资源次需提供资源请求信息接收端口申请Globus资源作业会正常PBS提交作业样资源请求发送PBS服务器等服务进程处理调度进程会根作业资源请求作业传送资源匹配执行节点节点执行进程运行提供专门接收Globus资源请求端口启动服务进程时启动pbs_mom_globus
进程调度器发现作业特定Globus资源请求直接作业发送pbs_mom_globus进程进行处理利Globus资源PBS作业必须Globus作业形式进入Globus进行资源利通pbs_mom_globus进程作业中PBS参数全部映射成GlobusRSL形式３
整资源调度程中PBS实际充网格计算环境入口点通提交PBS作业实现网格计算资源调户资源样远端资源理者资源Globus作种中间件负责规划网络间通信安全协议实现远端资源理者通信接口外PBS通文件stageinstageout配合GlobusGASS服务进行数传输解决PBSGlobus数传输问题全局二级存储服务GASS（GlobalAccesstoSecondaryStorage）支持网格环境远程IO问题针网格计算环境中文件访问模式进行优化支持
Globus调PBS资源时相PBSGlobus资源调简单Gloubs提交Globus作业时通命令行参数中添加PBS服务器名称路径指定需调PBS资源命令结尾添加jobmanagerPBS参数开启GloubsyPBS间端口Globus提交作业请求送GRAMGatekeeper判断作业需调资源根RSL描述解析出务分配参数传递新创建务理者务理者接需调PBS资源请求作业资源信息描述发送jobmanagerPBS端口jobmanagerPBS端口会产生新PBS脚语言描述资源信息作业脚务理者脚发PBS服务器进行执行
4PBS系统测试分析
硬件环境配置方面首先选择组适合实验程机搭建实验环境出实验稳定性兼容性考虑选取8台硬件软件配置完全样机硬件配置：CPUPⅡ400MHZ存128SDRAM操作系统：Linux90样便PBS系统整体性测试次机间通信提供快速稳定网络环境采太网技术5类双绞线台百兆交换机8台机器组成型局域网环境进行相应网络设置软件环境配置PBS系统安装配置包括：系统安装服务器配置执行节点配置进程启动建立作业队列实验容提交矩阵相行作业矩阵运算科学工程计算中基核心问题进行测试具代表性作业完成AB两1000*1000矩阵相目搭建PBS系统环境进行测试检验PBS系统正确运转相关性测试实验结果进行分析４
首先采行行列划分算法通MPI编写实现矩阵相行程序pjobc（程序代码见附录）linuxmpiccpjobc进行编译生成aout执行文件参运算矩阵文件AdatBdat拷贝单机直接运行命令out记录运行产生结果然编写作业提交脚件脚中作业进行资源需求描述运行命令qsubparallel_jobPBS服务器提交作业通监控命令qstat作业已分配执行队列中处执行状态服务器分行作业子进程传输台执行节点运行8台执行节点处运行状态节点行程序子进程运行结束标准输出文件中产生运算结果记录运行时间逐步减少执行节点数目继续实验直剩单机运行记录单机运行产生结果运行时间Fig3connectionbetweonJobtimeandnode5结束语
提出种适合集群环境高效资源分配利方案出详细设计程深入分析PBS系统部运行机制安全机制调度策略等方面问题提出改进方案研究PBS系统网格计算环境融合问题PBS集群计算环境融入网格计算环境PBS系统作网格计算环境低层资源通globusPBS系统进行作业提交测试PBSglobus正常运转
1志辉网格计算M．北京：清华学出版社2023：10
2郑纬民等译高性集群计算M．结构系统（第卷）北京：电子工业出版社2023：6
3PBS户手册：PBSAdministratorGuideS．2000：4
4李罗家融王华忠基BEOWULFPC集群系统设计行编程研究J．微机算计信息2023
高效分配网格资源设计方案飞雪
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