[发明专利]多云环境下带截止日期约束工作流的基于代价驱动调度方法

摘要

本发明涉及并行和分布式高性能计算领域中一种多云环境下带截止日期约束工作流的基于代价驱动调度方法。该方法根据工作流自身结构特点，迭代合并存在‘有向割边’的相邻子任务，减少算法执行时间并初步降低数据传输成本；设计一种工作流局部关键路径查找策略，以保证满足工作流截止日期约束和服务质量需求；基于局部关键路径查找并整体调度‘关键’路径，进一步压缩数据传输时间和执行代价；根据多云环境特点，设计一种‘关键’路径到执行实例之间的映射方案，保证满足任务服务质量同时降低执行代价。该调度方法能够在满足现有真实工作流截止日期约束前提下，有效提高方法本身的执行效率，并大幅度减少工作流在多云环境下的执行代价。

主权项

1.一种多云环境下带截止日期约束工作流的基于代价驱动调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：输入工作流w，用有向无环图G(Vertex,Edge)来表示工作流w，其中Vertex是一个含有n个任务节点的有限点集{t1,t2,...,tn}，而Edge则用来表示任务之间数据传输依赖关系的有限边集{e12,e13,...,eij}，每条数据依赖边eij＝(ti,tj)代表任务ti和任务tj之间存在数据传输依赖关系，其中任务ti是任务tj的直接父节点，而任务tj则是任务ti的直接子节点，eij的大小表示任务ti到任务tj的数据传输量；在工作流调度过程中，一个任务必须在其所有父节点都已被执行完毕后，该任务才能开始执行，没有父节点的任务称为入任务，没有子节点的任务称为出任务；步骤S2：执行调度策略前预先分别加入一个零代价的伪入任务节点t伪入任务和伪出任务节点t伪出任务，将伪入任务与真实入任务通过零依赖边相连，将真实出任务与伪出任务通过零依赖边相连；步骤S3：迭代合并其中存在有向割边相邻任务，所述有向割边的为一条有向边，其出节点的出度为1，且其入节点的入度为1；步骤S4：确认不同服务提供商P＝{p,q,...,r}所提供的有效计算服务类型Sp＝{sp1,sp2,...,spm}；步骤S5：计算工作流w中所有任务的EFT(ti)、EST(ti)、LFT(ti)及LST(ti)；所述EFT(ti)表示在任务ti未调度前的理想最早完成时间，其计算公式如下：其中Texe(t_i,s_pj)表示任务t_i在实例s_pj上的执行时间；Tboot(s_pj)表示实例s_pj的初始化启动时间；EFT(t_j)表示在任务t_j未调度前的理想最早完成时间；TE(e_ji,p)表示数据依赖边e_ji在云服务提供商preP_E(t_j)和p之间的数据传输时间；preP_E(t_i)表示已计算EFT(t_i)的任务t_i对应的最早倾向云，最早倾向云为在云服务提供商集合P中使任务t_i取得最小EFT(t_i)对应的提供商；EST(ti)表示未调度任务ti的最早开始时间，EST(ti)＝EFT(ti)‑MET(ti,preP_E(ti))；LFT(ti)表示任务ti最迟完成时间，LFT(ti)＝LST(ti)+MET(ti,preP_L(ti))，其中LST(ti)表示任务ti未被调度前的理想最迟开始时间；preP_L(ti)表示已计算LST(ti)的任务ti对应的最迟倾向云，最迟倾向云为所有云服务提供商集合P中使任务ti取得最大LST(ti)对应的提供商；TL(eij,p)表示数据依赖边eij在云服务提供商p和preP_L(tj)之间的数据传输时间；D(w)为整个工作流w能在其对应的截止日期；步骤S6：标记t伪入任务及t伪出任务为已调度任务；步骤S7：若任务ti不存在未调度直接父任务直接输出调度方案，若存在未调度直接父任务执行步骤S8；步骤S8：查找任务ti的局部关键路径PCP(ti)，整体调度PCP(ti)到其对应的最佳实施例spj,k，标记PCP(ti)上每个任务为tj已调度；步骤S9：更新tj所有未调度父任务的LST(tj)及LFT(tj),更新ti所有未调度子任务的LST(ti)及LFT(ti)，返回步骤S7。