[发明专利]一种云任务调度方法

说明书

本发明提出了一种云任务调度方法。该方法包括：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；求解每个联盟的特征函数值；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；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；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。本发明同时从用户任务与资源分配的双方考虑任务调度效率与资源方的能耗代价，实现均衡式优化的任务调度。

技术领域

本发明属于云计算领域，更具体地，涉及一种云任务调度方法。

背景技术

云计算作为一种新的计算模式和商业模式，正受到学术界和产业界的广泛重视。云计算技术是分布式计算、并行计算和网格计算的进一步发展，利用虚拟化技术把计算资源、存储资源和带宽资源虚拟化为动态可伸缩的虚拟化资源池，以互联网为载体，以服务的形式按需提供给不同的用户使用。云计算环境下的数据中心可以有效地降低运行、维护和管理的难度，同时也提高了数据的安全性和可靠性。通过采用按需付费的机制，用户没有必要在网络高峰购买额外的硬件资源，这样不仅节省了购买硬件的费用，同时也省去了维护和管理带来的问题。

任务调度是云计算技术中非常关键并且复杂的问题，该问题解决的好坏不仅影响到用户的满意度，也极大地影响了系统的整体性能。因此，在云环境下如何对任务进行合理高效的调度，提高用户的满意度，成为云计算研究的重点和难点。一般情况下，任务调度是一个NP完全问题。

常规的云任务调度方法中，通常设计单目标的优化函数，包括：任务的完成时间、资源上的负载均衡或任务的执行代价等方面的优化。任务完成时间可以仅考虑选择计算能力最高的资源即可完成，资源负载均衡则需要考虑在任务调度的均衡分配问题，任务执行代价优化则需要考虑尽量选择资源执行代价较低的资源进行任务调度。可以看出，这种单目标的云任务度通常仅考虑一个方面的优化，无法做到多性能的均衡优化，这并不符合现实环境中云任务的实际。

由于与一般社会经济活动的类似性，经济学中的博弈理论是解决云计算中资源配置及相应任务调度的一种有效方法。当前基于博弈论的云任务调度方法主要包括以下两类：非合作博弈方法和合作博弈方法。非合作博弈主要是以用户间相互竞争为出发点，优化用户任务的执行效率，选择最佳云资源实现任务调度。合作博弈则主要考虑到用户间可能建立协作关系的情况，通过局部间组建联盟的形式同步竞争云资源，以便得到更大的收益。无论是现有的非合作博弈方法还是合作博弈方法，在进行云任务调度与资源分配时，均只考虑到云计算环境中的提交任务需求的用户方，而忽略了资源提供方在任务调度中作为另一云实体对任务调度结果的影响，同时也忽略了资源方同样可以以建立联盟的形式进行任务调度，优化自身目标的需求。此外，现有的博弈调度方法均只从提交任务用户方考虑优化目标，而没有考虑资源方的优化目标，尤其没有考虑资源在执行任务过程中的能耗问题。资源方过高的能耗不仅会增加云提供商的成本，而且还会带来服务效率的隐患，并导致对环境不利的碳排放。

综合来看，云任务调度问题应用同时从用户任务与资源分配的双方考虑任务调度效率与资源方的能耗代价，实现均衡式优化的任务调度。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提出了一种云任务调度方法，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。