基于自主计算的集群管理软件的设计与实现

论文分析了集群管理领域的研究现状以及自主计算的相关概念和技术,在分析集群计算环境管理需求的基础上,给出了一种以JMX管理标准为基础的基于规则的自主管理体系结构,并设计了节点代理服务模块和管理服务器的功能结构.论文提出了一种基于自主计算技术的集群节点监控管理服务机制,给出了基于规则语言的管理决策引擎的实现方法,最后,论文通过在浪潮天梭TS10000集群服务器的自主Tomcat集群的自恢复控制实例,验证了该软件的可用性和有效性,并对下一步的研究方向进行了探讨.     

云计算支撑信息服务社会化、集约化和专业化

从图灵计算机到网格计算的发展,云计算要求云计算中心支持社会化、集约化和专业化的信息服务,从而达到“网络丰富,边缘简单、交互智能”。系统阐述了云计算的核心技术,提出了“虚拟集群”的概念,计算资源的虚拟化组织、分配和使用有利于资源合理配置并提高利用率,促进节能减排,实现绿色计算。指出高端服务器和虚拟集群将是云计算发展的重要方向,形成新的高端服务器产业链将成为计算中心、数据中心发展的趋势。     

基于集群系统的导弹流场并行数值模拟

采用36颗安腾2处理器和Infiniband网络设备构建了一套18节点的高性能计算集群系统,经过性能调优,其Linpack值达到每秒可执行1 886亿次浮点运算(188.6 GFlops)的水平.然后,将集群系统扩展为适用于计算流体力学并行应用的数值模拟平台.建立了约为783万结构化网格的战术导弹三维流场仿真模型,通过网格分区算法将模型移植到集群系统上并行求解,并测试了集群系统的性能.结果表明,构建的CFD数值模拟平台硬、软件资源配置合理,能够适用于中等规模的CFD并行仿真.     

网格结点中任务包批处理的性能分析

本文首先阐述了网格结点与计算单元之间的关系,然后对任务包到达网格结点后,被调度到计算单元的过程进行数学建模,并利用该数学模型对调度过程进行性能分析,得出系统中任务包的平均滞留量与批处理的规模成正比.该结果对提高网格中计算资源的利用率和服务性能有着重要意义.     

多因素感知的网格资源度量方法与任务调度

资源管理和任务调度是网格计算的核心问题,目前这方面的研究已取得丰硕的成果,但是,在网格资源评估方面仍缺乏行之有效的途径.文章论证了任务调度中候选资源选择的重要性,提出了资源定量评估的线性组合方法,在此基础上提出了一种结合节点计算能力、负载量、带宽、通信距离以及费用等多种因素的网格资源度量方法,建立了相应的数学模型,并设计了新的任务调度算法,实验表明该算法有效改善了网格的性能.     

网格计算平台GBuilder下图像处理应用研究与实现

OGSA(开放网格服务体系架构)规范、OGSI(开放网格服务基础架构)技术标准以及基础平台GT3(Globus Toolkit 3.x)的研究实现使得开发网格应用成为可能,但是当前网格计算应用快速开发问题仍是困扰网格应用的关键问题之一.所提及的网格开发平台GBuilder正是基于此而构建的一个方便快捷的开发平台.网格计算的一个重要特点就是对强大计算能力的支持,通过网格节点对图像的快速计算处理和对实现结果的分析验证了基于GBuilder网格平台在网格环境下实现网格的可操作性和实用性.     

G-MPI:一种基于网格的MPI框架及其实现

针对异构网格的复杂环境,提出了一种基于网格平台的新型消息传递接口(MPI)程序设计和运行框架Grid MPI(G-MPI),实现了网格中集群内部节点和集群外部节点的有效通信,从而提供了一个更广意义上的虚拟集群环境.G-MPI作为一个网格中间件,提供给网格平台上有并行任务需求的用户使用.G-MPI提供了C/C 编程接口,使得在集群环境下用这两种语言开发的并行程序,不必经过改动,就可以移植到网格环境下运行.网格环境下并行程序的开发,也变得相对容易.G-MPI加强对并行任务运行状态监控的同时,针对某些特殊的并行任务,给出了新框架下任务异常时的二次调度方案.应用实例验证了新框架的有效性.     

基于校园网格的多学科计算及协同可视化

针对浙江大学各高性能计算资源过于分散、无法充分利用的问题,提出一种校园网格的架构.通过使用Globus Toolkit和Sun Grid Engine两种网格中间件,部署层次化结构的校园网格,并在此基础上提供科学计算、生物信息、流体力学等服务.通过在不同节点数的网格中的应用程序运行情况的测试,表明校园网格能够提供高效、稳定的计算能力.提供了在校园网格环境下本地绘制和服务器绘制两种可视化服务,用户可以针对不同的数据和计算环境,选择不同的可视化方法;用户可对可视化结果进行协同操作,便于联合研究和分析.     

提高集群系统稳定性的自动化管理方法

为了提升网格节点集群平台的稳定性,提出了一种应用于大规模集群系统的自动管理方法,将该方法部署到本单位曙光5000集群上,取得了较好运行效果.分析了曙光5000使用过程中发生的3类故障模式:计算节点死机,NIS客户端系统失效和违规作业;根据每类故障的发展特征,实现了处理这些故障模式的系统故障自动管理方法;实际运行效果表明该方法能够提高作业成功率,降低计算节点失效率.     

眼角膜在冻干过程中的传热传质模型

通过对角膜干燥过程的理论分析,建立了能真实描述角膜干燥过程传热传质的数学模型。采用ANSYS有限元计算软件对角膜的冻干过程进行模拟计算,得出如下结果：冻干室内温度约-10℃,压强维持在50Pa左右时,角膜双面冻干所需时间为170min。采用移动网格来追踪升华界面上各节点的参数值,提高了本模型的计算精度,计算结果直观可靠,物理意义明确。     

中国地震减灾网格试验床计算网格平台的构建

研究构建中国地震减灾网格试验床的关键技术.基于OGSA和GT3体系结构,提出了计算网格平台的编程模型,分析了模型的网格Web应用层、网格Web服务器层和网格资源/服务层之间的关系.设计并实现了模型的关键组件,并给出了基于GSI的模型安全解决方案,最终构建了一个计算网格平台,并在平台上实现了云南地区的地震应力触发计算.计算结果表明,该平台满足网格计算的需求,并能提高计算效率.     

基于集群的CORBA中的集聚计算

集聚计算可使基于CORBA的应用服务器获得较好的可扩展性．提出了基于内容的服务请求的调度，有效地实现CORBA集聚计算，给出了CORBA虚拟服务器的系统结构，并对对象实现的放置、负载平衡进行讨论，从而使CORBA服务具有集群的单一系统映象的性质．     

基于网格的违规行为事件责任认定研究

采用聚类分析算法对网格环境中产生的各类系统日志和实时监控日志进行聚类,并计算出其当前行为模式;使用关联规则的方法分析出正常的行为模式,然后将当前行为模式与正常行为模式进行相似度计算,检测出违规/潜在的违规行为事件,最终实现网格节点安全行为事件责任认定.     

高性能计算集群系统的设计和实现

主要论述了运用Oscar 2.3.1集群管理软件设计和搭建基于LinuxRedhat9.0的高性能计算集群系统的过程,并以支持集群并行计算的VASP包为例,通过对8个原子的立方结构C超原胞、64个原子的立方结构C超原胞和18个原子的六方结构ZnO超原胞的自洽计算,验证集群系统在计算性能上的优越性,同时提出了进一步提高集群性能的方案,以满足大型的科学计算和数值模拟.     

飞行器操纵面嗡鸣的非结构网格并行计算方法

为了数值模拟飞行器操纵面的嗡鸣现象,在集群计算机MPI并行计算环境下建立基于三维非定常欧拉方程耦合结构运动方程的嗡鸣计算方法.气动流场求解采用基于非结构网格的中心有限体积法进行空间离散,时间推进采用双时间方法,结构运动方程采用Adams预估校正方法求解.针对翼面与操纵面缝隙间存在的网格运动问题,在非结构网格系统上采用Delaunay图映射方法实现网格的运动变形.最后,使用飞行器操纵面标准嗡鸣计算模型对计算方法进行验证,结果表明:所建立的并行计算方法正确,程序具有很好的计算效率,能够对飞行器操纵面嗡鸣进行高效的数值分析.     

基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案

针对现有无线传感器网络密钥计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在基于分簇的网络拓扑结构基础上,引入虚拟网格技术,提出基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案。在簇头与活动节点之间采用基于簇基密钥的预分配策略进行通信,在簇头之间采用基于Blom矩阵并结合随机数的对密钥进行通信,该方案能在活动节点或簇头被捕获或能量耗尽时实现密钥的动态更新。与现有方案相比较,此方案能动态更新密钥,有着更好的安全性并具有良好的扩展性。     

网格计算的应用

介绍了网格计算的概念,实现网格计算的关键技术以及现实中网格计算工作。根据目前网格计算发展的现状,对网格计算需要解决的问题作了阐述,并对网格计算技术在我国的应用前景作了分析。     

优化设计中的拟网格原理(Ⅱ)

建立了拟直接网格优化法,导出了评估该法计算量的公式,从而为避免当维数n较大时网格法所存在的组合爆炸问题提供了一个可行途径。实例计算证明,拟直接网格法特别适用于复杂结构的优化设计计算,并能在大幅度减少计算量的同时找到近似的全局最优方案。