[發(fā)明專利]一種基于演化博弈論的分布式資源動態(tài)分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910948474.1
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110825517B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柴躍廷;孫驍;錢君
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 昆明潤勤同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 付石健

本發(fā)明公開了一種基于演化博弈論的分布式資源動態(tài)分配方法，包括步驟：S1、判斷物理機與用戶任務的供需是否匹配，若是，執(zhí)行步驟S2，若否；執(zhí)行步驟S3；S2、基于虛張聲勢行為的價格討價還價策略進行物理機與用戶任務間的博弈，判斷物理機與用戶任務間的交易能否成功，若能，執(zhí)行步驟S4；否則，執(zhí)行步驟S3；S3、獲取新的物理機或用戶任務，執(zhí)行步驟S1；S4、確定資源交換價格比例，為用戶任務分配資源。本發(fā)明在博弈環(huán)節(jié)加入現(xiàn)實生活普遍存在的“討價還價”現(xiàn)象，結(jié)合適應度函數(shù)，使主體在博弈環(huán)節(jié)以“資源平衡、資源高效利用”為目的反復進行博弈，并且在演化學習環(huán)節(jié)學習同類主體中適應度更高的個體的策略，不斷推進群體在配置效率、資源平衡等方面的優(yōu)秀表現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及資源分配領(lǐng)域，具體涉及一種基于演化博弈論的分布式資源動態(tài)分配方法。

背景技術(shù)

云計算是將計算任務分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和信息服務。由于云計算是處于一個動態(tài)的環(huán)境中，而云用戶的群體則是十分龐大的，每個用戶的應用程序?qū)Y源的需求是在不斷的變化著，即為資源的動態(tài)需求要滿足其性能需求。應用程序資源需求持續(xù)變換是隨時的、沒有事先預兆并不可預測，使得供應商無規(guī)律可尋，無法掌握。此外，在多用戶環(huán)境下，存在著不同用戶的應用程序運行在同一臺物理主機上，它們之間共享硬件、軟件以及存儲資源，云計算采用按需資源共享提供給不同用戶，直接導致云計算的資源調(diào)度問題。開發(fā)和設(shè)計出更合理的資源調(diào)度方案來管理云計算中資源共享問題是保證系統(tǒng)的性能優(yōu)化是迫切問題。

另一種資源協(xié)調(diào)者(Yet Another Resource Negotiator，YARN)資源管理框架是常用的云資源管理方案。YARN是一個通用資源管理系統(tǒng)，可為上層應用提供統(tǒng)一的資源管理和調(diào)度。資源管理器是雙層調(diào)度架構(gòu)，包含資源管理(Resource Manager，RM)、應用管理(Application Master，AM)、節(jié)點管理(NM，Node Manager)和容器(Container)。RM是一個全局的資源管理器，負責整個系統(tǒng)的資源管理和分配；AM對應用戶提交的每一個應用程序，負責協(xié)調(diào)來自RM的資源，并通過NM監(jiān)視Container的執(zhí)行和資源使用(CPU、內(nèi)存等的資源分配)；NM是每個節(jié)點上的資源和任務管理器；Container是YARN中的資源抽象，它封裝了某個節(jié)點上的多維度資源，如內(nèi)存、CPU、磁盤、網(wǎng)絡等。

使用YARN集群時，首先需要一個應用程序的客戶的請求。RM協(xié)商一個NM的必要資源，啟動一個AM來表示已提交的應用程序。通過使用一個資源請求協(xié)議，AM協(xié)商每個NM上使用的資源。AM向RM申請資源時，RM為AM返回的資源便是用Container表示。執(zhí)行應用程序時，AM監(jiān)視容器直到完成。當應用程序完成時，AM從RM注銷其Container，執(zhí)行周期就完成了。

現(xiàn)有技術(shù)在用戶任務和資源之間添加中間件的方式進行資源分配，所謂“分布式”是雙層調(diào)度架構(gòu)，即將資源調(diào)度和任務監(jiān)控進行了分離，一定程度上保證了資源分配的粒度和拓展性。但是這種方式本質(zhì)上仍然是中央控制的資源配置方式。將資源分配集中處理，是將需求歸于中央，由中央對整個資源按照同一種算法進行分配。這種分配方式把分析、處理信息的負載集中于中央，這對中央的信息處理能力要求極高，且耗費極大，中央出現(xiàn)問題則全局無法正常工作，無法保證系統(tǒng)的穩(wěn)健性。此外，統(tǒng)一處理的方式?jīng)]有充分發(fā)揮用戶任務與資源各自的自動性，如果中央信息處理采用的算法不夠高效，容易在配置效率、資源平衡等方面帶來嚴重影響。