面向高性能计算的网格计算中间件研究 李芳颂，丛庆，盛鹏，丛建辉（黑龙江省计算中心，黑龙江哈尔滨１５００２８） 【摘 要】本文较深入地研究了网格计算中间件结构及原理 并结合集群超级计算机应用环境提出改进中间件容错策略与负载平衡的一种有 效方法。 【关键词】网格计算中间件；负载平衡；容错策略 【中图分类号】ＴＰ３９３．０９ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】１００６—４２２２（２０１４）２３—００４５—０１ １刖吾 不仅是交互式接Ｉ：／，系统目前已开发的语言编程接口有 现代科技研究对于高性能计算能力的需求Ｅｌ益提高。基 两种。与交互式接口相比存在一定差别，从应用较为简单的角 于此需求及现代微电子、高速通信、并行处理等技术支撑，高 度对Ｎｅｔｓｏｌｖｅ较少的调用接口，能够直接进行应用。 性能计算尤其是并行计算技术发展迅猛，计算能力的增长呈 ３．４系统常见问题及其解决 指数级。大规模应用并行计算机并使其功能得到充分发挥具 针对问题描述文件，Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统相对较为复杂，在深入 有较大难度，主要是由于并行软件缺乏应用环境使利用的高 研究后．提出采用ＸＭＬ格式文件描述问题．同时且采用ＷＳ． 性能计算资源不够充分。近年来，出现的网格技术对于各地的 ＤＬ对编程接口进行描述．能够使描述问题能力提高．并扩展 分布的应用人员使计算资源变得相对容易。 至４多个平台中使用。 ２ Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统结构及原理 ４系统负载平衡 代理、客户端、服务器三部分构成了Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统，Ｎｅｔ— 在Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统中，负载平衡是一个最吸引人的特征， ＳＯｌＶｅ系统中代理是与其的连接入１：７．主要实现对负载平衡处 Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统利用网络在特征不同的计算机上进行运算．适合 理、服务器运行监控并提供相应的容错机制等功能。整个系统 计算机的求解问题较多．也具有不同类型。计算机运行程序的 中Ｎｅｔｓｏｌｖｅ服务器是计算中枢，服务器对进程进行守护以等 优势，在处理负载平衡时，使原系统全部由代理对服务器具有 待不同客户的请求 决定行作用。这在应用中存在一些不足，因此提出负载平衡策 利用Ｎｅｔｓｏｌｖｅ中问题描述文件。就是服务器的重要组件， 略。计算资源在网格计算环境下是分布的．尤其是网络环境具 使系统在Ｎｅｔｓｏｌｖｅ服务中补充软件库例程。客户端对Ｎｅｔｓｏｌｖｅ 有较大差别。原系统根据服务器性能和代理的网络环境由代 系统访问是由用户采用简单ＡＰＩ实现的。ＡＰＩ由用户使用后对 理决定整体性能．但客户机和服务器之间存在产生的实际计 系统提出相应请求．代理为服务器选择请求，客户端与服务器 算运行数据交换的不足。这决定了整体性能误差较大。 相连接并开启相应服务。服务器对请求响应并提供相应服务。 ５系统容错策略 ３问题描述和服务管理 容错对于连接松散的Ｎｅｔｓｏｌｖｅ分布式系统是十分重要 ３．１问题描述 部件失效不应造成灾难性失败．而应尽可能降低系统失效和 Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统为实现通用化．应采取比较规范的问题描述 降低性能的情况，一般可采取错误侦测、失效处理等策略实现 方式．认真设计描述方法．它将对Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统与软件接口产 系统容错功能。 生影响。 ６结语 ３．２服务创建 ． 综上所述，对于Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统结构、负载及容错机制采用 扩展性是设计Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统的一个重要目标，期望在程 集群超级计算机运行环境开展了相关研究。针对研究中总结的 序设计语言中采用数值计算软件包无需修改即可向Ｎｅｔｓｏｌｖｅ 不足提出相应改进措施。网格技术目前处于发展中并成为一个 系统进行转换。而要求在计算服务器增加新的求解问题时，系 研究热点。基于Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统开展相关深入研究工作．与网格 统管理者无需对Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统修改程序。主要可采取以下两 技术相结合而研发完成面向高性能计算的网格计算中间件。 个途径解决：①服务产生相应的执行文件，计算服务器对含有 问题执行文件目录进行访问时，文件被执行后进行求解易于 基金基金：国家科技支撑计划项目“发电设备制造服务与产业链 实现。但在分布式环境中对这些目录进行维护具有较大难度， 协作云服务关键技术研发与示范”（２０ｌ２ＢＡＦ１２Ｂ１６）。 有时只需要一部分的访问问题。②开发简卓软件对求解问题 产生的程序进行处理．将配置文件作为输入，问题采用标准的 参考文献 文件进行描述，程序设计语言代码为软件输出被用于求解问 【１］王汝传，韩光法．网格计算环境下作业调度的策略研究【ＪＪ．重庆邮电 题。新问题易于加入并无需考虑Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统结构。 学院学报，２０１０，１２． ３－３系统编程接口 ［２］陈佳，吴跃．基于移动代理的网格计算ｆＪ］．计算机科学，２０１１，６． Ｎｅｔｓｏｌｖｅ系统主要有交互式和编程语言两类接口。 【３］陈张健．一种网格计算环境中的资源调度策略【Ｊ】．甘肃科技，２０１２，８． ３－３．１交互式接口 交互式接１：２易于使用，用户无需编写代码就具有软件库 收稿１３期：２０１４—１１－１ 使用的能力。可在Ｍａｔｌａｂ工具中提供良好性能。 作者简介：李芳颂（１９６２一），研究员，研究方向为计算机信息管 ‘３．３．２编程接口 理系统。 津