Hadoop平台下MapReduce模型调度算法研究

针对Hadoop默认FIFO调度算法和Fair调度算法、Capacity调度算法的不足,引入了一种基于优先权的自适应MapReduce调度算法.该算法利用作业权值为不同的Job分配不同的系统资源,同时根据各TaskTracker节点反馈回来的消息调整可执行队列的长度,以达到各节点负载平衡,提高系统的执行效率.     

基于信道占用率的Ad Hoc网络自适应公平性算法

Ad Hoc网络中,节点通过竞争信道完成通信,如果竞争窗口值选取策略不合理,则容易造成公平性问题.在分析现存典型公平性算法的实现机制基础上,提出了信道占用率的概念,设计了一种基于信道占用率的Ad Hoc网络自适应公平性算法.根据节点对通信历史及当前信道占用率与理想信道占用率之间的关系,将通信情况分为4种类别,再结合当前网络负载情况,动态设置竞争窗口值.仿真结果表明,该算法在改善吞吐量的同时,显著提高了节点信道接入公平性,在各种负载条件下表现良好,优于BEB、MILD、MIMD和NAVB等算法.     

计算网格中基于负载平衡的调度模式

对资源进行有效的管理和调度可以提高网格系统的利用率.针对计算网格中的负载平衡问题,为减少网络通信量,提出一种分布式的网格作业调度模型,并给出了其相关算法：将轻负载节点逐个收集到一个队列,并设定一个可调节的刷新时间,当重负载节点提出调度请求时,直接从轻载节点队列中取一轻载节点并把负载转移到该节点上,从而解决了资源调度中的负载平衡问题.     

一种多策略要素的数据访问调度算法

考虑到任务的重要性、截止时间和资源分布等因素,设计了一种多策略要素的调度算法(MPES),以解决不完全独立的多源分布式气象水文数据库的访问控制问题.该算法为不同优先级的任务设定不同调度窗口,并对节点的安全级别、内容属性和负荷情况进行匹配判定,选择最佳服务节点,以优化系统公平性和整体效率.MPES算法根据队列优先级和可利用的服务资源,动态计算和调整调度窗口;优先级越高的队列,调度窗口越大,意味着可被服务的任务越多.在每个队列调度窗口时间内的任务被轮流执行.对于同一队列中的任务,根据最小松弛度优先调度策略,决定其进入调度窗口的次序,保证接近截止期的任务先执行.仿真试验结果表明,在不同的网络负荷下,MPES算法得到的分布式数据库访问任务的服务效率和公平性较MCT算法和Min-Min算法均有明显提高,尤其是高负荷情况下,总服务时间减少了11.4％ ～12.3％.     

轮循调度的报文平滑改进算法

传统的轮循算法只是简单的对所有队列进行轮循调度,一次调度发送一个分组,使得不同队列在某种程度上"平等"地使用带宽资源。然而由于分组长度不固定,使得长分组队列可能比短分组队列得到更多的服务,获得更高的带宽,因而其公平性受到很大限制。文章提出一种基于平滑的轮循调度算法,该算法提出两个数据结构体,权值矩阵和权值延伸序列。这两个结构体可以减轻传统算法中存在的报文突发性和公平性所带来的问题,并且具有较小的排序复杂性。最后用ns2进行仿真,结果表明该算法能够提供较好的端到端延迟,从而更好地保证了网络服务质量。     

一种基于社交关系的容迟网络数据传输方法

由于无法维护稳定的端到端路径,现有的数据传输多采用即遇即传的路由算法,普遍存在信息投递率低、网络冗余大、节点易受攻击等问题;同时,延迟容忍网络路由技术越来越多地应用于存在着节点自私性的社会网络中。为了解决以上问题,提出了一种考虑用户社交关系同时提高信息传输效率为目的数据传输方法。主要分3个步骤：初始化,节点根据社会关系权值建立各自的通讯录;路由选择,利用节点的历史投递时延作为其传输成功率的依据,并以此进行高效的路由选择;副本管理和队列调度,采用节点最大副本数来减少信息冗余以及最大化社会关系权值进行队列调度。THE ONE仿真工具的实验结果表明,提出的SRDD算法,与EPIDEMIC和PROPHET算法相比,具有更高的数据传输成功率以及更低的传输时延,同时保证了节点更好的安全性。     

OBS网络的拥塞控制汇聚算法分析

传统OBS网络汇聚算法没有综合考虑边缘节点汇聚算法和核心节点的数据调度算法二者之间的相互联系,其通信性能受限。在分析OBS网络边缘节点汇聚算法对核心节点数据调度的影响后,提出了一种新的边缘节点汇聚算法——基于OBS网络的拥塞控制汇聚算法(CCAA)。该算法通过分析边缘节点汇聚参数对数据调度的影响,调整汇聚算法实现对核心节点调度成功率的影响,最终实现了提高核心节点数据调度的成功概率。     

基于SDN的多媒体流QoS队列调度机制研究

随着多媒体新兴应用的不断涌现,网络规模日益复杂.为提高不同优先级多媒体业务的传输能力,保障业务的服务质量需求,结合软件定义网络技术,设计一种基于SDN的队列调度模型.同时,为了有效提高新型队列调度模型下数据的传输质量,避免产生网络拥塞,将复杂的网络抽象为M/M/1和M/D/1排队模型,并提出一种基于SDN的排队论时延模型,分析了新模型下MLFQ分组调度算法并对不同分组调度算法性能进行对比分析.仿真结果表明,基于SDN的多媒体流QoS队列调度机制在满足网络不同多媒体业务优先级要求的基础上,降低了数据传输时延和丢包率,增加了链路带宽利用率.     

SSA:一种面向CQF模型的TSN资源调度算法

时间敏感网络(time sensitive networking,TSN)的目标是在工业控制和5G领域为时间敏感流提供低延迟、低抖动的确定性传输服务.资源调度是保证TSN服务质量的关键技术之一.为此,TSN标准中提出循环队列转发模型(cyclic queuing and forwarding,CQF),但是缺乏相应的资源调度算法对多流进行合理的资源分配以避免传输冲突.由于时间敏感流量具有周期性、特征预知的特点,主要从时间维度研究如何将CQF模型中的队列资源合理分配给多条数据流.将该问题抽象为多约束条件下的资源规划最大化问题,提出基于起始时隙分配的轻量级资源调度算法(start-slot assignment based scheduling algorithm,SSA).SSA通过对端系统上发送时隙进行调节,在满足约束条件的前提下最大化对队列资源的使用,避免了端到端逐跳的时隙分配.实验结果表明,与不控制时隙的直接调度方式相比,该算法能够将成功调度的流数目平均提高41.84%.     

一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法

为克服传统基于概率的路由协议因消息多次转发而导致的网络开销问题,该文在不需获知目的节点先验知识前提下,基于节点局部信息定义包含延迟度和有效性的节点社交尺度,提出了一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法。该算法通过自适应选择社交延迟度低节点作为消息中继节点,实现消息的局部快速转发;根据计算节点社交有效性实现消息转发队列的调度管理。实验结果表明:在保证消息投递成功率的前提下,提出的基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法有效降低了消息转发数和负载比率,从而降低网络开销。     

增强的迭代最长队列优先调度算法

针对高速路由交换机的高性能要求,提出了一种复杂度低、具有适用性的增强迭代最长队列优先调度算法（EILQF）,对于队列占用率较高的端口,EILQF将其赋予较高的优先权以保证调度算法在均匀和非均匀业务模式下均达到较高的性能;为了防止某些输入队列发生饥饿,EILQF在输入和输出端分别引入一个列表,并将信元等待时间信息融入调度算法中,保证等待时间超过一定限额的信元获得服务,理论分析证明了EILQF的稳定性,详细的仿真实验及与现有调度算法的对比证明了提出的EILQF具有更好的性能。     

一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法

为克服传统基于概率的路由协议因消息多次转发而导致的网络开销问题,该文在不需获知目的节点先验知识前提下,基于节点局部信息定义包含延迟度和有效性的节点社交尺度,提出了一种基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法。该算法通过自适应选择社交延迟度低节点作为消息中继节点,实现消息的局部快速转发;根据计算节点社交有效性实现消息转发队列的调度管理。实验结果表明:在保证消息投递成功率的前提下,提出的基于社交尺度的延迟容忍网络路由算法有效降低了消息转发数和负载比率,从而降低网络开销。     

无线传感器网络基于节点调度的双簇头路由协议

为了延长无线传感器网络的生命周期,提高节点能量利用率,将分簇与节点调度相结合,提出了一种基于节点调度的双簇头的路由协议.该算法利用节点调度实现网络中冗余节点查找,减少分簇时活跃节点;考虑节点和基站的距离及能量,优化选择主、副簇头,副簇头优先选择冗余节点.主簇头用以收集和融合簇内节点的信息,副簇头负责与基站进行通信.仿真结果表明,新算法能有效节约网络能量、平衡节点能耗、延长网络生存时间.     

无线体域网中动态分配队列长度的调度算法

在无线体域网的调度算法研究中,当网络中通信链路质量较差时,传感器节点之间的数据通信存在丢包率高和资源利用率低的问题。为此,文章提出一种根据实时速率动态分配队列长度的优先级调度算法,以排队系统模型为基础进行理论分析,并将其与固定队列长度算法进行比较。仿真结果表明,当紧急数据数量突增时,该动态队列长度算法显著提高了系统的吞吐量,降低了数据的丢失概率,保障了系统数据通信的可靠性。     

基于优先级区分的调度及主动队列管理算法

文中研究在UMTS网络的AM模式（Acknowledged Mode）下实现基于优先级区分的调度及主动队列管理.提出了MP-SAQM（Multi-priorities Scheduling and Active Queue Management Algorithm）算法.算法将不同的QoS类别归入不同的优先级队列,根据MPADRR（Multi-priorities Average Deficit Round Robin）调度算法按照优先级高低进行调度,并对不同QoS类别设置均匀的队列缓冲区,保证了调度的公平性.同时使用差异化的RED（Random Early Drop）算法进行主动队列管理,对不同优先级队列执行不同的丢包策略.仿真结果验证了该算法的有效性.     

改进的航电网络模型仿真与分析

研究了光纤通道技术的应用,使用OPNET建立了基于光纤通道的航电网络,并且按照协议标准建立了终端节点和交换机节点的有限状态机模型。交换机使用组合输入交叉排队(Combined Input-Crosspoint Queueing,CICQ)结构,在输入端口和输出端口使用差值轮询调度(Deficit Round Robin,DRR)算法,然后使用OPNET进行仿真,分析了网络的端到端延迟和吞吐量。结果显示在航电网络中,使用DRR调度算法,能够显著降低数据包的端到端延迟,满足一定的实时性,提高网络的吞吐量,表明此模型适合航电网络。     

应用加权公平队列的动态QoS调度架构性能分析

基于星型的网络拓扑,讨论了一种基于加权公平队列的中央节点网络带宽分配算法的性能.重点研究了延迟(即用户节点发送请求,到中央节点实际分配之间的时间差)与公平队列参数的相互关系,并由这些参数导出了平均情况下延迟的上界和下界.研究结果表明:该延迟不但有界,而且与该算法中的参数关系紧密.相对于最大延迟,平均延迟更能反映网络的平均运行情况.     

延时启发信息辅助的EDF算法研究

以网络状态作为启发信息,调度方案可以减少端到端延时的超时概率,提高整体的性能表现.首先分析了EDF调度算法的单节点统计性能保证,在此基础上提出了一种延时启发信息辅助的EDF调度算法(Delay Heuristic EDF,DH-EDF),并仿真证明了其合理性和可用性.     

基于QoS保证的自适应跨层调度算法

针对无线多媒体通信网络,提出一种基于业务和信道信息的自适应跨层调度算法(TCAS).引入调度概率作为决策因子,利用业务流量和信道状态等跨层信息,设计出基于决策因子的预分配和实时调度相结合的资源分配方法.仿真结果表明,该算法与比例公平调度(PFS)算法和基于信道和队列信息的调度策略(CASTI)算法等经典算法相比,在无线多媒体应用环境中具有更强的适应性和稳定性,可提供多样服务质量(QoS)保证,并显著提高了资源利用率.     

一种高效的对等网络流媒体数据调度算法

在基于无结构对等网络环境的P2P流媒体系统中,针对现有数据调度算法不能充分利用节点带宽资源导致服务器负载较重的问题,提出了一种基于数据块优先级的数据调度算法.该算法根据邻居节点滑动窗口中数据需求信息和数据稀有性计算数据块优先级,调度时优先请求高优先级的数据,以提高节点间数据协作性.当多个源节点可以同时提供所需数据时,根据节点已上传下载数据量计算节点的贡献率,向贡献率最低的源节点请求数据,实现新加入节点上行带宽资源的快速利用.仿真实验与实际系统测试表明,该算法可以更充分地利用节点带宽资源,较传统算法降低服务器负载20%以上,提高了系统可扩展性.