6、机会主义桌面网格上的高效并行应用执行

机会主义桌面网格上的高效并行应用执行

1. 引言

近年来，网格系统取得了显著的成功，这可以从不断涌现的中间件系统、实际生产网格以及专门的论坛数量的增加得到验证。网格计算技术的应用正在迅速增长，涉足更多科学领域，并涵盖了越来越多的应用程序。

网格可以被视为一种比构建大型集群更便捷的集群互连方式，还可以通过机会主义地利用普通用户的工作站来构建。机会主义网格中间件的重点不在于整合专用计算机集群或超级计算资源，而是利用分布在多个管理域中的普通计算机和工作站的空闲计算周期。

在桌面网格中，大量普通个人计算机被整合起来执行大规模分布式应用程序。这些计算资源在硬件和软件配置方面具有异构性，互连网络可以使用多种网络技术，导致链路在带宽、错误率和通信延迟等属性方面具有不同的容量。计算资源还可以分布在多个管理域中，但从用户的角度来看，计算系统应被视为一个单一的集成资源，并且易于使用。

如果网格中间件采用机会主义方法，资源无需专门用于执行网格应用程序。网格工作负载将与节点普通用户提交的本地应用程序执行共存。网格中间件必须利用构成网格的工作站未使用时间段产生的空闲计算周期。通过利用现有通用工作站的空闲计算能力并将其连接到网格基础设施，网格中间件可以更好地利用现有计算资源，并能够执行原本需要昂贵集群或并行机器的计算密集型并行应用程序。

在过去十年中，机会主义桌面网格中间件开发人员已经构建了多种方法，以允许执行不同类别的应用程序，包括：
- 顺序应用程序：要运行的任务分配给单个网格节点。
- 参数化或任务包应用程序：任务的多个副本分配给不同的网格节点，每个节点独立处理输入数据的子集，且不交换数据。
- 紧密耦合的并行应用程序：其进程使用消