[發明專利]一種多目標數據中心資源調度方法

在審

• 申請號: 202310059054.4
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116089083A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 吳迪;劉國輝;徐慶東;王義春;孟祥瑞;韓嘯;劉元松;陳斌
• 申請（專利權）人: 國網黑龍江省電力有限公司信息通信公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06N3/006
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張換男

1.一種多目標數據中心資源調度方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、建立基于Z-number的多目標云資源調度模型；

S2、用戶端將云計算資源的調度任務發送至云端，云端根據調度任務，利用基于最小空閑策略的啟發式規則獲得基于Z-number的多目標云資源調度模型的初始解，將初始解作為當前最優評價函數值，初始解是任務與虛擬機的分配關系；

S3、根據初始解初始化蟻群算法的蟻群，隨機放置螞蟻，通過啟發式規則和基于雙信息素矩陣的狀態轉移規則將任務重新分配給虛擬機，并生成調度方案；

S4、計算調度方案的評價函數值，將評價函數值與S2中當前最優評價函數值進行對比，若評價函數值優于當前最優評價函數值，則使用局部搜索策略對當前最優評價函數值的鄰域進行搜索，更新當前最優評價函數值，生成新的調度方案，根據調度方案將任務結果發送至用戶端；否則，不更新當前調度方案和最優評價函數值，將當前調度方案的任務結果發送至用戶端；

S5、獲取用戶端發送的云計算資源的調度任務，執行S2-S4，得到調度任務對應的調度方案，根據調度方案將任務結果發送至用戶端。

2.根據權利要求1中所述的一種多目標數據中心資源調度方法，其特征在于：S1中基于Z-number的多目標云資源調度模型：

min[Time(P),Cost(P),-Load](1)

其中，Time(P)表示調度方案P的總執行時間；Cost(P)表示執行任務的總成本；Load表示負載均衡函數。

3.根據權利要求2中所述的一種多目標數據中心資源調度方法，其特征在于：S2中用戶端將云計算資源的調度任務發送至云端，云端根據調度任務，利用基于最小空閑策略的啟發式規則獲得基于Z-number的多目標云資源調度模型的初始解，將初始解作為當前最優評價函數值，初始解是任務與虛擬機的分配關系，具體過程為：

將所有調度任務放入可分配任務集中，當任務集不為空時，如果存在空閑虛擬機，將調度任務分配給處理速度最快的空閑虛擬機，否則，將調度任務分配給當前正在運行的虛擬機中執行時間最短的虛擬機，最后從任務集中移除已分配調度任務，直至任務集為空，得到調度任務與虛擬機的分配關系。

4.根據權利要求3中所述的一種多目標數據中心資源調度方法，其特征在于：S3中根據初始解初始化蟻群算法的蟻群，隨機放置螞蟻，通過啟發式規則和基于雙信息素矩陣的狀態轉移規則將任務重新分配給虛擬機，并生成調度方案，具體過程為：

根據初始解初始化蟻群算法的蟻群，隨機放置螞蟻，在蟻群算法的每輪迭代結束后，每個螞蟻通過啟發式規則和基于雙信息素矩陣的狀態轉移規則將自身的所有任務分配給對應的虛擬機，生成一個調度方案P，計算調度方案P的評價函數值，根據所有評價函數值由高到低對螞蟻進行排序，選取評價函數值最高的部分螞蟻作為精英螞蟻；

將所有螞蟻根據其生成的調度方案的評價函數值在信息素矩陣M₁中留下信息素，將精英螞蟻根據其生成的調度方案的評價函數值在信息素矩陣M₂中留下信息素，將信息素矩陣M₁和信息素矩陣M₂作為下一輪迭代的雙信息素矩陣，直至滿足迭代次數上限，得到最終的任務與虛擬機的分配關系。

5.根據權利要求4中所述的一種多目標數據中心資源調度方法，其特征在于：S3中啟發式規則的函數為：

其中，time_j和cost_j分別為螞蟻搜索到任務t_j為止，任務的執行時間和所需的成本；etc_ij和cst_ij分別為任務t_j在虛擬機vm_i上執行所需的時間和成本。