[发明专利]面向云计算系统优先依赖任务的期限约束成本优化调度方法

说明书

本发明公开了一种面向云计算系统优先依赖任务的期限约束成本优化调度方法。第一步，建立I/O数据感知的云应用程序DDAG任务模型；第二步，首先提出综合云计算系统虚拟资源计算能力、I/O读写能力和计费价格的异构因子Ψ，然后利用广度优先搜索技术实现基于异构因子的DDAG模型各任务所在层级最大执行完成时间计算，以此计算各任务子期限；第三步，基于云应用程序DDAG模型的期限约束成本优化任务调度。采用该方法在标准化计算成本上明显优于现有的LHCM和PCP方法，能有效节约计算成本，对提高云计算系统应用效率具有重要意义。

技术领域

本发明属于计算机软件以及云计算系统资源管理与任务调度技术领域，特别涉及一种面向云计算系统优先依赖任务的期限约束成本优化调度方法。

背景技术

云计算凭借其强大的计算能力、高效的资源利用率和低廉的成本，通过通信网络按商业需求向用户提供弹性、便利、快捷的按需服务，是继并行计算、网格计算、分布式计算后发展起来的新兴商业计算模式，深深影响着社会经济生活各领域。云计算提供的服务类型可概括为基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)等。近年来，国际IT巨头如IBM、Amazon、Facebook、Google、微软、思科等纷纷推出并应用云计算系统。国内信息产业公司如万国数据、腾讯、中国电信、阿里巴巴等也拥有大量云计算系统。这些云计算系统都承担着核心运营支持、数据存储和备份、计算、信息资源服务等以实现云计算按需服务、灵活计费等功能。

然而，随着以虚拟化技术为核心的云计算飞速发展，其功能日新月异。传统静态资源分配、服务器负载管理、应用与基础平台紧耦合运维管理方式已无法适应现代云计算发展要求。特别是大规模云计算系统拥有成千上万的计算核，每天提供服务超过1000万，这些必然要求云计算系统进行动态的资源管理。其次，云计算系统是高性能计算商业发展的产物，因而计算成本是云计算系统的技术要点。大部分实际云计算系统如Amazon EC2,阿里云等，其计费周期都基于粗粒度策略，如1小时或30分钟。然而，很多用户任务实际无法拥有完整计费周期，因而共享部分计算费周期以最优化云用户计算成本已成为其资源管理与任务调度的关键。

发明内容

本发明针对云应用程序任务优先约束依赖关系、云计算系统资源管理与任务调度的低效性和粗粒度计费周期的共享性问题，提出云应用程序考虑数据读写的DDAG任务模型、动态共享计费周期方法和任务子期限松弛化技术的期限约束成本优化任务调度方法。采用该方法在标准化计算成本上明显优于现有的LHCM和PCP方法，能有效节约计算成本，对提高云计算系统应用效率具有重要意义。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种面向云计算系统优先依赖任务的期限约束成本优化调度方法，包括如下步骤：

步骤一，针对涉及大量数据读写的云计算应用程序，通过包含任务集、带权值的约束边、计算量和I/O数据量的数据建立基于I/O数据感知的云应用程序DDAG任务模型；

步骤二，计算综合云计算系统虚拟资源计算能力、I/O读写能力和计费价格的异构因子，得到标准化的云计算系统虚拟机处理能力和I/O数据读写能力，并基于此标准化虚拟机为基础，计算应用程序DDAG模型各任务执行时间，然后利用广度优先搜索技术计算DDAG模型各任务所在层级的最大执行完成时间，并将此最大执行完成时间做为各层任务的子期限计算基础，计算各任务子期限；