CN103595783B - 云计算调度系统及云计算调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种云计算调度系统及云计算调度方法。所述云计算调度系统包括：调度向量配置模块，被构造为根据云计算系统的需求而将n个调度向量分别映射为与每个调度向量对应的权重值；调度策略生成模块，被构造为根据与每个调度向量对应的权重值以及与每个调度向量对应的单维调度方法而将与每个调度向量对应的权重值映射为与每个调度向量对应的调度策略，并根据与每个调度向量对应的调度策略而获得最优调度策略；调度模块，被构造为根据所述最优调度策略来执行调度。本发明的云计算调度系统及云计算调度方法是多维度并可配置的，能够满足不同的云计算系统对调度方法的需求。

Description

云计算调度系统及云计算调度方法

技术领域

本发明涉及云计算技术，更具体地讲，涉及一种多维度、可配置的云计算调度系统及云计算调度方法。

背景技术

云计算环境中采用虚拟化技术，将服务器整体虚拟化为一个数据资源池，由于数据资源种类多、规模大，因此云计算数据资源调度成为云计算研究的热点之一。

在现有技术中，云计算数据资源调度方法大体包括有先进先出调度、公平调度、容量调度。针对这些调度方法的缺点，人们提出了多种改进的调度方法，例如有基于学习方式的调度、自适应延迟调度、服务量最大化调度、利润最大化调度、用户满意度最大化调度等。然而，这些改进后的调度方法均为单一维度、不可配置的调度方法，难以满足不同的云计算系统对调度方法的需求。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种云计算调度系统，其中，所述云计算调度系统包括：调度向量配置模块，被构造为根据云计算系统的需求而将n个调度向量分别映射为与每个调度向量对应的权重值；调度策略生成模块，被构造为根据与每个调度向量对应的权重值以及与每个调度向量对应的单维调度方法而将与每个调度向量对应的权重值映射为与每个调度向量对应的调度策略，并根据与每个调度向量对应的调度策略而获得最优调度策略；调度模块，被构造为根据所述最优调度策略来执行调度。

本发明的另一目的还在于提供一种云计算调度方法，其中，所述云计算调度方法包括：根据云计算系统的需求而将n个调度向量分别映射为与每个调度向量对应的权重值；根据与每个调度向量对应的权重值以及与每个调度向量对应的单维调度方法而将与每个调度向量对应的权重值映射为与每个调度向量对应的调度策略，并根据与每个调度向量对应的调度策略而获得最优调度策略；根据所述最优调度策略来执行调度。

进一步地，所述与每个调度向量对应的权重值之和为1。

进一步地，所述最优调度策略满足使式子取最小值，其中，x表示最优调度策略，xi表示与第i个调度向量对应的调度策略。

进一步地，所述调度向量可为服务量、利润或者用户满意度。

本发明的云计算调度系统及云计算调度方法是多维度并可配置的，能够满足不同的云计算系统对调度方法的需求。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的云计算调度系统的模块示意图。

图2是根据本发明的实施例的云计算调度方法的流程图。

具体实施方式

现在对本发明的实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。在附图中，为了清晰起见，可以夸大层和区域的厚度。在下面的描述中，为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆，可省略公知结构和/或功能的不必要的详细描述。

图1是根据本发明的实施例的云计算调度系统的模块示意图。

参照图1，根据本发明的实施例的云计算调度系统包括：调度向量配置模块10，被构造为根据云计算系统的需求而将n个调度向量分别映射为与每个调度向量对应的权重值，其中，n为正整数；调度策略生成模块20，被构造为根据与每个调度向量对应的权重值以及与每个调度向量对应的单维调度方法而将与每个调度向量对应的权重值映射为与每个调度向量对应的调度策略，并根据与每个调度向量对应的调度策略而获得最优调度策略；调度模块30，被构造为根据所述最优调度策略来执行调度。

此外，与每个调度向量对应的权重值之和为1。所述最优调度策略是满足使式子取最小值，其中，x表示最优调度策略，xi表示与第i个调度向量对应的调度策略，其中1≤i≤n。

相对应地，本发明还提供了一种云计算调度方法，具体请参照图2，其是根据本发明的实施例的云计算调度方法的流程图。

参照图2，根据本发明的实施例的云计算调度方法包括：S1、根据云计算系统的需求而将n个调度向量分别映射为与每个调度向量对应的权重值；S2、根据与每个调度向量对应的权重值以及与每个调度向量对应的单维调度方法而将与每个调度向量对应的权重值映射为与每个调度向量对应的调度策略，并根据与每个调度向量对应的调度策略而获得最优调度策略；S3、根据所述最优调度策略来执行调度。

此外，与每个调度向量对应的权重值之和为1。所述最优调度策略是满足使式子取最小值，其中，x表示最优调度策略，xi表示与第i个调度向量对应的调度策略，其中1≤i≤n。

在本实施例中，n例如可取为3。这3个调度向量可例如为服务量、利润和用户满意度，下面将以这3个调度向量为例来对本发明进行说明。

具体而言，参照图1，在云计算环境的分布式系统基础架构（例如：hadoop）中，调度向量配置模块10被构造为基于云计算系统的需求将服务量、利润和用户满意度分别映射（Map）为权重值A1、权重值A2和权重值A3，且权重值A1、权重值A2和权重值A3满足条件：A1+A2+A3=1。这里，所述云计算的需求指的是本实施例的云计算调度系统接受到的存储在云计算系统中的用户配置的对服务量、利润或用户满意度的需求，且服务量、利润或用户满意度的需求中包含与服务量、利润或用户满意度分别对应的权重值。

调度模块30被构造为基于所述最优调度策略来执行调度。调度策略生成模块20基于与服务量对应的权重值A1以及服务量单维调度方法而将与服务量对应的权重值A1映射（Map）为调度策略x1；同理，调度策略生成模块20基于与利润对应的权重值A2以及利润单维调度方法而将与利润对应的权重值A2映射（Map）为调度策略x2；调度策略生成模块20基于与利润对应的权重值A3以及用户满意度单维调度方法而将与用户满意度对应的权重值A3映射（Map）为调度策略x3；而后，调度策略生成模块20基于得到的调度策略x1、调度策略x2和调度策略x3而得到最优调度策略x，其中最优调度策略x使取最小值。

在本实施例中，需要说明的是，调度策略x1是指映射权重值A1（即Map（A1））时调用“服务量单维调度方法”的返回结果，该返回结果可例如是计算资源100MHz、存储资源1G、网络带宽1M或者这三个返回结果之中至少两个返回结果的集合（例如计算资源100MHz和存储资源1G的集合）；同理，调度策略x2是指映射权重值A2（即Map（A2））时调用“利润单维调度方法”的返回结果，该返回结果可例如是计算资源50MHz、存储资源2G、网络带宽1M或者这三个返回结果之中至少两个返回结果的集合（例如计算资源50MHz和存储资源2G的集合）；调度策略x3是指映射权重值A3（即Map（A3））时调用“用户满意度单维调度方法”的返回结果，该返回结果可例如是计算资源200MHz、存储资源2G、网络带宽2M或者这三个返回结果之中至少两个返回结果的集合（例如计算资源200MHz和存储资源2G的集合）。

例如，当调度策略x1为计算资源100MHz、调度策略x2为计算资源50MHz、调度策略x3为计算资源200MHz时，最优调度策略x满足使式子(x₁-100)²+(x₁-50)²+(x₁-200)²取最小值，则通过计算可知，最优调度策略x为计算资源350/3MHz。当调度策略x1为计算资源100MHz和存储资源1G的集合（其具体表示为x1={计算资源100MHz，存储资源1G}）、调度策略x2为计算资源50MHz和存储资源2G的集合（其具体表示为x2={计算资源50MHz，存储资源2G}）、调度策略x3为计算资源200MHz和存储资源2G的集合（其具体表示为x3={计算资源200MHz，存储资源2G}）时，最优调度策略x表示为计算资源x₁和存储资源x₂的集合（其具体表示为x={计算资源x₁，存储资源x₂}），其中，计算资源x₁满足使式子(x₁-100)²+(x₁-50)²+(x₁-200)²取最小值，则通过计算可知，x₁为350/3MHz；存储资源x₂满足使式子(x₂-1)²+(x₂-2)²+(x₂-2)²取最小值，则通过计算可知，x₂为3/2G，因此，最优调度策略x={计算资源350/3MHz，存储资源3/2G}。当调度策略x1为计算资源100MHz、存储资源1G和网络带宽1M的集合（其具体表示为x1={计算资源100MHz，存储资源1G，网络带宽1M}）、调度策略x2为计算资源50MHz、存储资源2G和网络带宽1M的集合（其具体表示为x2={计算资源50MHz，存储资源2G，网络带宽1M}）、调度策略x3为计算资源200MHz、存储资源2G和网络带宽2M的集合（其具体表示为x3={计算资源200MHz，存储资源2G，网络带宽2M}）时，最优调度策略x表示为计算资源x₁、存储资源x₂和网络带宽x₃的集合（其具体表示为x={计算资源x₁，存储资源x₂，网络带宽x₃}），其中，计算资源x₁满足使式子(x₁-100)²+(x₁-50)²+(x₁-200)²取最小值，则通过计算可知，x₁为350/3MHz；存储资源x₂满足使式子(x₂-1)²+(x₂-2)²+(x₂-2)²取最小值，则通过计算可知，x₂为3/2G；网络带宽x₃满足式子(x₃-1)²+(x₃-1)²+(x₃-2)²，则通过计算可知，x₃为4/3M，因此，最优调度策略x={计算资源350/3MHz，存储资源3/2G，网络带宽4/3M}。

此外，上述的服务量单维调度方法指的是服务量最大化调度方法，其具体为：首先获得多个资源数据；其次根据该多个资源数据而分别计算该多个资源数据的服务量；然后比较该多个资源数据对应的服务量的大小，获得最大服务量对应的优选资源数据；最后根据优选资源数据进行云计算资源的调度；其中，所述资源数据可例如包括服务的用户数以及为相应用户完成的任务量，所述服务量等于服务的用户数乘以相应用户完成的任务量；或者所述资源数据可例如包括服务的用户数、用户级别以及为相应用户完成的任务量，所述服务量等于服务的用户数乘以用户级别，再乘以相应用户完成的任务量。

上述的利润单维调度方法指的是利润最大化调度方法，其具体是：首先获得多个资源数据；其次根据该多个资源数据而分别计算该多个资源数据的利润；然后比较该多个资源数据对应的利润的大小，获得最大利润对应的优选资源数据；最后根据优选资源数据进行云计算资源的调度；其中，所述资源数据可例如包括收益和成本，所述利润等于收益减去成本，而所述收益等于完成的任务量，所述成本等于需要使用的云计算节点数量；或者所述收益等于完成的任务量乘以权重值k1，所述成本等于需要使用的云计算节点数量乘以权重值k2，而权重值k1和权重值k2取自训练数据库，其中，k1为单位任务的收益，其来自任务属性库，k2为单位云计算节点的成本，其来自云计算资源属性库。

上述的用户满意度单维调度方法指的是用户个性化调度方法，其具体是：首先获取用户特征数据；其次根据用户特征数据获得关联的云计算资源调度方案；最后根据云计算资源调度方案进行调度；其中，所述用户特征数据包括用户等级、用户历史对服务情况的反馈意见、用户的资费情况或用户使用时间中的至少一种；所述云计算资源调度方案包括成本有限调度方案、速度优先调度方案或者质量最优调度方案中的至少一种。

综上所述，根据本发明的实施例的云计算调度系统及云计算调度方法，是多维度并可配置的，能够满足不同的云计算系统对调度方法的需求。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (6)

1.一种云计算调度系统，其特征在于，所述云计算调度系统包括：

调度向量配置模块，被构造为根据云计算系统的需求而将n个调度向量分别映射为与每个调度向量对应的权重值；

调度策略生成模块，被构造为根据与每个调度向量对应的权重值以及与每个调度向量对应的单维调度方法而将与每个调度向量对应的权重值映射为与每个调度向量对应的调度策略，并根据与每个调度向量对应的调度策略而获得最优调度策略，其中，所述调度策略是指映射与每个调度向量对应的权重值时调用与每个调度向量对应的单维调度方法的返回结果；

调度模块，被构造为根据所述最优调度策略来执行调度，所述最优调度策略满足使下面的式子取最小值，

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(x-xi)}^2$

其中，x表示最优调度策略，xi表示与第i个调度向量对应的调度策略。

2.根据权利要求1所述的云计算调度系统，其特征在于，所述与每个调度向量对应的权重值之和为1。

3.根据权利要求1所述的云计算调度系统，其特征在于，所述调度向量为服务量、利润或者用户满意度。

4.一种云计算调度方法，其特征在于，所述云计算调度方法包括：

根据云计算系统的需求而将n个调度向量分别映射为与每个调度向量对应的权重值；

根据与每个调度向量对应的权重值以及与每个调度向量对应的单维调度方法而将与每个调度向量对应的权重值映射为与每个调度向量对应的调度策略，并根据与每个调度向量对应的调度策略而获得最优调度策略；其中，所述调度策略是指映射与每个调度向量对应的权重值时调用与每个调度向量对应的单维调度方法的返回结果；

根据所述最优调度策略来执行调度，所述最优调度策略满足使下面的式子取最小值，

$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(x-xi)}^2$

其中，x表示最优调度策略，xi表示与第i个调度向量对应的调度策略。

5.根据权利要求4所述的云计算调度方法，其特征在于，所述与每个调度向量对应的权重值之和为1。

6.根据权利要求4所述的云计算调度方法，其特征在于，所述调度向量为服务量、利润或者用户满意度。