云计算环境下资源分配与任务调度研究

研究背景

云计算厂商都有自己资源分配与任务调 度模式，但并没有统一的标准和规范。在 云计算中，资源分配的效率非常重要，对 云计算平台的系统综合性能影响很大 。
相关研究

IBM蓝云架构

IBM蓝云计算平台的资源分配与任务调度由 IBM Tivoli部署管理软件（Tivoli Provisioning Manager）、IBM Tivoli监控软件（IBM Tivoli Monitoring）以及一些虚拟 化组件共同组成。
VMi Ei1 , Ei 2 , Ei3 , Ei 4 , Eim , m 1,5
其中Eim表示rim对应的特征值。 任务的QoS描述通常可以采用任务完成时 间、网络带宽、费用、可靠性等参数指标来量 化QoS，如任务完成时间的QoS描述包括开始 时间、总完成时间、结束时间等，使用时可选 取任务总完成时间作为评判指标。




本文模型与算法

算法调度工作流程
首先，对用户的任务按 优先级进行排序，然后进 行分类，分类体现了用户 任务对不同QoS的要求和 偏好，并依据QoS分类利 用蚁群算法实施资源分配 与调度，并将任务与资源 绑定，运行任务。
实验与结论

云计算仿真模拟工具CloudSim
支持模拟新兴的云计算基础设施和管理服务： 支持建模和安装大规模云计算基础设施，包括在单一物理 计算节点和java虚拟机上的数据中心。 可对数据中心，服务代理，调度和分配策略进行建模。 提供虚拟引擎，有助于在一个数据中心节点上创建和管理 多个，独立和协同的虚拟服务。 可以灵活地在共享空间和共享时间分配的处理核心之间切 换。
相关研究

MapReduce调度模型
该模型共有Master、Worker和User三种角色，分工负责。
本文模型与算法

基于任务分类及蚁群算法的 云计算系统调度模型
本文模型与算法

主要考虑因素 1、用户对云计算资源需求的多样性与偏 好性，如何作Qos保证 2、云计算平台带宽利用率 3、公平性因素
云计算环境下资源分配与任务调度研究
王静宇 btu_wjy@imust.edu.cn 内蒙古科技大学信息与网络中心
目
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研究背景
录
相关研究
本文模型与算法
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实验与结论
研究背景
云计算是一种商业计算模型。它将计算任务 分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用 系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息 服务。


[ ij (t )] E t j [linkij (t )] k , j avodk Pij {[ in (t )] E n t } [linkin (t )] navod k 0, otherwise
本文模型与算法

通常第i类任务的一般期待向量可以 描述为：
Ei ei1 , ei 2 , ei 3 , ei 4 , eim , m 1,5
其中eim分别表示CPU、内存、带宽等的一般期待，且满足：
eij
j 1
m
1
本文模型与算法

蚁群算法
{[ in (t )] E t } n , q q0 arg max navodk j [linkin (t )] 由公式(2)计算, q q0
本百度文库模型与算法

资源与任务描述 1、假设某虚拟机资源VMi 的特征集合：
Ri ri1 , ri 2 , ri 3 , ri 4 , rim , m 1,5
其中，rim表示一个K维对角矩阵，分别表示CPU、内存的个数，带 宽、费用及故障率的倒数。
本文模型与算法

资源VMi的性能描述矩阵向量是：
GridSim
Grid Services Data Sets Reservation Core Elements Grid Information Service Replica Catalogue Resource Allocation Traffic Generator Job Description Replica Manager Workload Traces
Resource
...
Network
SimJava
DiscreteEvent Simulation Event Handling Simulation Entities
...
Timing
实验结果与结论
4000 2000 0 6000 10000 12000 作业任务数/个
CPU个数/颗
完成时间/s
实验与结论
6000 最优时间算法 本文算法
6 4 2 0 ID0 ID1 ID2 ID3 子任务标识号/个 最优时间算法 本文算法
任务完成时间比较
计算能力偏好类任务比较
实验与结论
4000
带宽/Mb/s
3000 2000 1000 0 ID4 ID5 ID6 ID7 子任务标识号/个
最优时间算法 本文算法
带宽偏好类任务比较
...
Application Configuration
User or Datacenter Broker
CloudSim
User Interface Structures Virtual Machine Services Cloud Services Cloud Resources VM Provisioning VMGridlet VMGridlet Execution CPU Allocation Host Memory Allocation Virtual Machine VM Management Storage Allocation Datacenter Bandwidth Allocation
实验与结论
在体系结构上，CloudSim仿真器采用分层的结构，自底向上由 SimJava，GridSim，CloudSim，用户代码四个层次组成。
User code
Simulation Specification Scheduling Plocy Cloud Scenario User Requirements