云環(huán)境下基于QoS約束和遺傳算法的資源調(diào)度優(yōu)化研究.pdf

1、云計算是目前國內(nèi)外商業(yè)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域重點(diǎn)研究的一種新型計算模式，它是分布式計算、并行計算、網(wǎng)格計算的發(fā)展，是傳統(tǒng)計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展相融合的產(chǎn)物。它旨在將多個成本較低的計算實(shí)體整合成一個具有強(qiáng)大計算能力的系統(tǒng)，向互聯(lián)網(wǎng)上的用戶提供服務(wù)。其核心思想是對大量通過網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個資源池向用戶提供按需服務(wù)。因此，任務(wù)調(diào)度和資源分配成為云計算的關(guān)鍵技術(shù)。同時，其商業(yè)特性又決定了云計算在向用戶提供服務(wù)的時候需要關(guān)注

2、服務(wù)質(zhì)量。目前的很多調(diào)度算法是借鑒網(wǎng)格環(huán)境下的調(diào)度策略，有很多在云環(huán)境下的調(diào)度算法也只是將任務(wù)作為一個整體考慮，并沒有分析任務(wù)對資源中各個具體屬性的要求。云環(huán)境下的調(diào)度更加注重滿足用戶的需求，有著自身的特點(diǎn)。而且在滿足用戶QoS要求的前提下，負(fù)載均衡程度的高低會影響任務(wù)執(zhí)行的效率等性能。
　　針對以上問題，本文分析了云計算環(huán)境下的任務(wù)的特點(diǎn)，為任務(wù)設(shè)定了七項內(nèi)容，分別是任務(wù)的id號，任務(wù)對CPU、內(nèi)存、帶寬及數(shù)據(jù)存儲空間這四種資源

3、的需求量，還有任務(wù)的指令總條數(shù)和任務(wù)的大小。為資源節(jié)點(diǎn)也設(shè)定了具體的內(nèi)容，分別是資源節(jié)點(diǎn)的id號，資源節(jié)點(diǎn)的CPU處理能力、內(nèi)存大小、數(shù)據(jù)傳輸能力、數(shù)據(jù)存儲空間大小以及四類資源的單位價格。然后建立了合理的QoS約束指標(biāo)，將任務(wù)從用戶滿意度和系統(tǒng)負(fù)載兩個方面對資源的調(diào)度作了約束。用戶可以對任務(wù)的完成時間及成本約束指標(biāo)規(guī)定不同的權(quán)重比例，以滿足對任務(wù)調(diào)度的需求。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于QoS約束的遺傳算法（MQoS-GA算法），該算法可以

4、在滿足約束條件的計算資源中，為每個子任務(wù)尋找合適的資源節(jié)點(diǎn)，并將資源節(jié)點(diǎn)分配給對應(yīng)的任務(wù)。
　　最后，通過CloudSim云仿真平臺的驗證，實(shí)驗結(jié)果表明本文提出的MQoS-GA算法能夠根據(jù)時間、成本及負(fù)載三項指標(biāo)的不同權(quán)重比例為任務(wù)尋找合適的資源節(jié)點(diǎn)，并將任務(wù)分配到對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)去執(zhí)行。將本文的MQoS-GA算法與云計算資源調(diào)度的傳統(tǒng)經(jīng)典算法 Min-Min算法的仿真實(shí)驗結(jié)果比較，結(jié)果分析表明，該算法更好地滿足了用戶對任務(wù)的QoS約束