混合云環(huán)境下的資源調(diào)度.pdf

1、工作流技術(shù)作為一種抽象手段，曾被廣泛應(yīng)用于流水線生產(chǎn)、自動(dòng)化辦公、科學(xué)研究等領(lǐng)域。隨著云計(jì)算的興起，如何在云環(huán)境下調(diào)度工作流任務(wù)成為了工作流管理系統(tǒng)的新課題。“資源即服務(wù)”、“pay per use”等概念的提出，讓計(jì)算資源能夠像水、電一樣被有償使用。工作流調(diào)度的研究也從基于時(shí)間的調(diào)度策略，向基于Quality-of-Service(QoS)約束的調(diào)度策略轉(zhuǎn)變?；旌显谱鳛樾滦驮骗h(huán)境具有廣泛的實(shí)用價(jià)值，混合云資源調(diào)度也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)

2、，具有十分重要的研究意義。
　　現(xiàn)有的工作流調(diào)度算法主要基于網(wǎng)格或單云環(huán)境實(shí)現(xiàn)，在混合云環(huán)境中的工作流調(diào)度需要考慮如任務(wù)在混合云上的分配，公有云資源選取等多種因素?，F(xiàn)有的混合云調(diào)度算法也存在求解速度慢等缺點(diǎn)。針對(duì)以上問(wèn)題，本文分析混合云工作流調(diào)度場(chǎng)景，給出了基于數(shù)據(jù)敏感性、截止時(shí)間以及調(diào)度費(fèi)用三種約束下的混合云工作流調(diào)度模型，并利用整數(shù)線性規(guī)劃思想對(duì)調(diào)度問(wèn)題建模，求解在滿足截止時(shí)間要求和數(shù)據(jù)敏感性約束的前提下優(yōu)化調(diào)度成本的調(diào)度策略

3、。為加快求解速度，本文基于“帕雷托最優(yōu)”理論實(shí)現(xiàn)任務(wù)分配方案篩選，減少了任務(wù)與計(jì)算資源間的映射關(guān)系，減小了計(jì)算規(guī)模。
　　本文的主要研究工作與貢獻(xiàn)如下：
　　1.本文通過(guò)分析現(xiàn)階段在云資源調(diào)度方面的研究成果，從工作流調(diào)度入手研究基于性能與成本的云資源調(diào)度策略。為給出混合云工作流調(diào)度模型，本文在現(xiàn)有的基于最大努力交付與基于QoS的兩種調(diào)度策略的基礎(chǔ)上，結(jié)合混合云環(huán)境的結(jié)構(gòu)以及商業(yè)模式，給出了混合云下基于敏感性約束、截止時(shí)間與調(diào)

4、度費(fèi)用的工作流調(diào)度模型，為后續(xù)研究混合云下的工作流調(diào)度算法提供研究基礎(chǔ)。
　　2.針對(duì)用戶對(duì)云平臺(tái)計(jì)算能力需求的不同，本文研究了混合云環(huán)境下工作流調(diào)度方法。利用PCH（Path Cluster Heuristic）算法評(píng)判私有云計(jì)算能力，從而確定工作流任務(wù)能否收斂到私有云內(nèi)部調(diào)度。在私有云內(nèi)部，利用PCP算法實(shí)現(xiàn)工作流調(diào)度。在同時(shí)使用公有云與私有云資源的情況下，將工作流調(diào)度問(wèn)題抽象為整數(shù)規(guī)劃（ILP）問(wèn)題，建模求解調(diào)度策略。

5、>　　3.為優(yōu)化ILP模型求解速度，本文利用“帕雷托最優(yōu)”原理，在資源分配之前，對(duì)任務(wù)在混合云上分配方案進(jìn)行篩選，排除不可能成為最優(yōu)解的分配方案，減少了任務(wù)與計(jì)算資源間的映射關(guān)系，減小了計(jì)算規(guī)模。在ILP模型求解過(guò)程中判斷每種分配方案能否滿足截止時(shí)間要求，并選取調(diào)度費(fèi)用最優(yōu)的調(diào)度方案。
　　4.模擬實(shí)驗(yàn)與分析。模擬實(shí)驗(yàn)比較了不同工作流規(guī)模下ILP模型的求解時(shí)間以及調(diào)度結(jié)果，實(shí)驗(yàn)表明本文的優(yōu)化方法能夠縮短模型求解時(shí)間，在不同規(guī)模下都