[发明专利]一种多样化QoS约束的多速磁盘调度方法

说明书

本发明涉及一种多样化QoS约束的多速磁盘调度方法，根据不同的用户QoS要求，执行不同的调度算法；不同的调度算法分别对应为：基于时间优先的磁盘调度算法、基于代价优先的磁盘调度算法和基于效益函数的磁盘调度方法。本发明提供的多样化QoS约束的多速磁盘调度方法，包含了三种调度算法：基于时间优先的调度算法TPDS、基于代价优先的调度算法CPDS和基于效益函数的调度算法BFDS，具备多样化QoS约束的调度能力，能够在满足用户多样的服务质量要求的前提下，通过调度不同运行模式的磁盘进行数据存储，最大程度地降低系统的能耗，可以很好地满足实际应用的需要。

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，具体涉及一种多样化QoS约束的多速磁盘调度方法。

背景技术

云计算模式之所以能够越来越多地应用，很大一部分原因在于企业在为用户提供透明的计算和存储服务的同时，满足了用户的多样化的QoS要求。

QoS是Quality of Service的简称，服务质量的意思。QoS的词汇来源于网络传输系统，指一个网络能够利用各种基础技术，为制定的网络通信提供更好的服务能力，是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术：当网络过载或者拥塞时，QoS能够确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。网络系统中QoS通常提供三种服务：(1)Best-Effort Service(尽力而为服务模型)；(2)Integrated Service(综合服务模型，简称Int-Serv)；(3)Differentiated Service(区分服务模型，简称Diff-Serv)。近年来，服务质量要求在资源调度领域中得到广泛地应用，当计算资源、数据资源也属于一种竞争性的资源时，如何通过合理的调度和资源的分配以满足用户不同的服务质量要求，是资源调度领域最重要的研究问题。资源调度领域中服务质量要求通常是针对某一任务要求资源调度器(Resource Scheduler)在某一限定的时间内完成该任务。这种只以响应时间作为限定条件并作为用户QoS要求的形式，即为通常意义上的单一的QoS要求。

然而，近15来年先后出现的网格计算系统，虚拟计算系统以及云计算系统，由于面向的用户类型众多，同时由于云计算技术中成功的商业模式，也使得不同的用户在使用资源时具有不同的要求。因此，多样化的QoS要求也就应运而生。多样化的QoS要求可以在系统的性能，用户的成本开销等方面取得均衡。如前所述，多样化的QoS要求中有实时性要求很高的任务，其对响应时间极为敏感，通常以响应时间作为QoS的约束条件；有一些非实时性的任务，对响应时间并不敏感，其更关心的是使用某一资源所需要支付的费用，即花费的代价，这类任务通常以代价作为QoS的约束条件；而还有一些任务对响应时间和对费用开销的敏感性是随着任务进行情况而动态变化的，通常这类任务会将对响应时间和费用的限定条件作为参数封装在函数中进行QoS要求的表达。上述不同类型的用户通过不同的方式表达对某一特定系统的服务质量的要求，相应的资源管理器根据该封装的QoS要求通过调度的方式合理的分配资源，以满足用户不同的服务质量要求的形式，称之为多样化的QoS要求调度。

在云计算环境中，用户的QoS要求通常是多样化的：有些数据请求因为任务紧急(视频，直播以及需要快速返回结果的科学计算等)，可以不惜成本代价，通过增加预算的方式换取快速的数据访问，面对此类请求，云存储提供商从最大化利益的角度出发，需要调度能够满足该请求的数据节点以应对其请求。而有些数据请求(类似文件的备份，数据的归档)等从节省成本开销的角度出发，对数据请求的响应时间并不敏感，其更关注的是数据请求本身所花费的代价。而还有一些数据请求对时间的敏感和对响应时间的敏感程度在其访问周期内并不固定不变的，需要根据请求被响应的情况动态调整。相较于以往的分布式计算系统，云计算根据用户的不同需求(对计算资源，存储资源和网络资源等的不同需求)采取不同的收费模式。其通过经济的手段调度和管理器后台资源不失为一种成功和可借鉴的方式。