[发明专利]一种云任务调度方法

权利要求书

1.一种云任务调度方法，其特征在于，该方法包括：

1)对云资源集合中的单个云资源进行联盟，得到初始化联盟结构；

2)求解每个联盟的特征函数值；

3)根据合并规则执行联盟合并过程，直到完成所有满足合并规则的联盟的合并；

4)根据分裂规则执行联盟分裂过程，直到完成所有满足分裂规则的联盟的分裂；

5)对于所得到的联盟结构，通过最小化任务在联盟中执行时的能耗和执行时间得到最优的调度解，并调度任务至所述联盟；

联盟的特征函数值通过求解以下特征函数τ(S)获得：

其中，|S|表示联盟S包括的资源数量；α和β分别表示能量因子和时间因子，α∈[0,1]，β∈[0,1]，且α+β＝1；Energy(S)表示在联盟S中所有资源执行任务的能耗，Time(S)表示在联盟S中任务执行的时间，h表示联盟S中的资源，E_h(S)表示联盟S中的资源h执行任务的能耗，T_h(S)表示联盟S中的资源h执行任务的时间；

基于优化目标(2)、(3)和约束条件(4)、(5)、(6)、(7)求解最优调度解：

其中，s_i,h表示任务v_i与资源r_h间的映射关系，如果s_i,h＝1，则表明任务v_i被分配至资源r_h上执行，否则，s_i,h＝0；r_i,h表示任务v_i是否能执行于资源r_h上，如果r_i,h＝1，则表明任务v_i能执行于资源r_h，否则，r_i,h＝0；e_i,j表示任务v_i与v_j间的有向边；l_h,k表示资源r_h与r_k间的通信链路；V表示任务集合；

在一个资源联盟中，能耗包括任务执行的计算能耗和资源间的通信能耗，即：

其中，rc_h表示在资源r_h上执行任务时单个CPU周期的能耗，vc_i表示任务v_i需要的CPU计算周期数，be_h,k表示资源r_h与资源r_k间的通信链路l_h,k上传输单位数据量的能耗，d_j,i表示任务v_i与任务v_j间传输的数据量；

在一个资源联盟中，任务完成时间包括任务的计算时间和任务间的通信时间之和，即：

其中，x_h表示资源r_h的计算速率，以每个CPU周期需要的时间长度衡量，bw_h,k表示资源r_h与资源r_k间的通信带宽。

2.根据权利要求1所述的任务调度方法，其特征在于，步骤3)包括：随机选择未检测的两个联盟S和S’，计算合并联盟{S∪S’}的特征函数值，如果满足合并规则，则合并联盟S和S’并更新剩余联盟结构，否则保持联盟S和S’的结构不变，并重新选择未检测的联盟进行判断其是否符合合并规则，直到所有联盟已检测，不再存在满足合并规则的联盟为止。

3.根据权利要求2所述的云任务调度方法，其特征在于，合并规则为：对于联盟S和联盟S’，如果合并联盟{S∪S’}的特征函数值大于联盟S的特征函数值以及联盟S’的特征值函数，则合并联盟S和S’。

4.根据权利要求1所述的云任务调度方法，其特征在于，步骤4)包括：随机选择一个资源数量大于1的联盟，将其分裂为两个互不相交的子联盟，分别求解两个子联盟的特征值，如果满足分裂规则，则进行联盟S的分裂并更新剩余联盟结构，否则保持联盟S的结构不变，并重新选择未检则的联盟判断其是否符合分裂规则，直到所有联盟已检测，不再存在满足分裂规则的联盟为止。

5.根据权利要求4所述的运任务调度方法，其特征在于，分裂规则为：对于资源数量大于1的联盟，如果将所述联盟分裂后所得到的至少一个联盟能够保持其特征函数值不变，则对联盟进行分裂。