[發(fā)明專利]一種Docker Swarm容器調(diào)度方法及調(diào)度系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010295066.3
• 申請日: 2020-04-15
• 公開（公告）號: CN111506394B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃劍鋒;林昊;蘇慶;劉添添;李小妹
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本申請一種Docker?Swarm容器調(diào)度方法及調(diào)度系統(tǒng)，通過CPU、內(nèi)存、I/O負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)寬帶和磁盤空間共五個指標(biāo)全面衡量容器節(jié)點負(fù)載狀態(tài)的性能，更貼近實際的容器任務(wù)部署情況，應(yīng)用基于閾值的雙重策略混合蛙跳算法確定使得節(jié)點負(fù)載最均衡的調(diào)度方案，根據(jù)子集的閾值選擇不同的局部搜索策略，加入群體之間的學(xué)習(xí)過程，擴大子群體的搜索范圍和整個集合的搜索集合，提高局部搜索精度，避免陷入局部最優(yōu)；實施本發(fā)明的調(diào)度方法采用并行化部署思路，可有效減少容器任務(wù)部署時產(chǎn)生的資源碎片，最大化利用服務(wù)器資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機計算虛擬化領(lǐng)域，具體涉及一種Docker?Swarm容器調(diào)度方法及調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)

Docker?Swarm是應(yīng)用比較廣泛的容器編排系統(tǒng)，Swarm用于管理Docker集群，根據(jù)調(diào)度策略把容器運行在合適的節(jié)點上，Docker?Swarm本身包含三種調(diào)度策略Spread、Binpack和Random，然而這三種策略的算法過于簡單，存在不少缺陷例如沒有考慮任務(wù)本身的資源需求，在分配節(jié)點時未對任務(wù)進(jìn)行區(qū)分根據(jù)負(fù)載模式和節(jié)點可用資源特征進(jìn)行優(yōu)化；不支持多任務(wù)調(diào)度，不利于在公共云計算平臺上的推廣；衡量節(jié)點負(fù)載狀態(tài)的性能指標(biāo)不全面未考慮到節(jié)點自身的硬件性能。

現(xiàn)有技術(shù)中不乏對Docker?Swarm調(diào)度策略算法的優(yōu)化，包括考慮實時資源使用情況、采用動態(tài)權(quán)值分配節(jié)點、粒子群優(yōu)化等，這些方法仍存在以下缺點：不具備并行化部署調(diào)度能力、精度不高誤差較大、對節(jié)點和容器的性能消耗分析不夠全面。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供一種Docker?Swarm容器調(diào)度方法及調(diào)度系統(tǒng)，采用具有雙重局部搜索策略的混合蛙跳算法在有限節(jié)點的Docker集群上部署容器任務(wù)，使得節(jié)點集群的負(fù)載最為均衡，并實現(xiàn)并行化部署。

本發(fā)明一種Docker?Swarm容器調(diào)度方法，包括：

S1.為每個調(diào)度方案隨機分配執(zhí)行節(jié)點，根據(jù)各節(jié)點的總資源負(fù)載值計算調(diào)度方案集合S＝(T₁,T₂,…,T_m)中各調(diào)度方案T_i的適應(yīng)度，i＝1,2,…,m，資源包括CPU、內(nèi)存、I/O負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)寬帶和磁盤空間；

S2.把m個調(diào)度方案分為若干個子集，根據(jù)子集的策略閾值更新子集；

S3.重新混合所有調(diào)度方案為新的集合，重復(fù)步驟S1，根據(jù)各調(diào)度方案的適應(yīng)度確定當(dāng)前全局最優(yōu)解，滿足全局搜索終止條件時停止搜索并輸出當(dāng)前全局最優(yōu)解，否則返回步驟S2。

優(yōu)選地，步驟S1之前還包括：

S0.初始化調(diào)度方案集合S＝(T₁,T₂,…,T_m)，每個調(diào)度方案包括n個任務(wù)，即T_i＝(I₁,I₂,…,I_n)。

優(yōu)選地，節(jié)點的總資源負(fù)載值的計算為式中的ω_i為資源負(fù)載的權(quán)重，x_i為資源在該節(jié)點的負(fù)載值。

優(yōu)選地，調(diào)度方案T_i的適應(yīng)度的計算為式中的N為節(jié)點總數(shù)，L_i為第i個節(jié)點的總資源負(fù)載值，為所有節(jié)點的總資源負(fù)載值的平均值。

優(yōu)選地，步驟S2還包括：

S201.把m個調(diào)度方案根據(jù)適應(yīng)度降序排列并平均分為d個子集；

S202.根據(jù)子集的策略閾值更新子集。

優(yōu)選地，步驟S201包括：