[發(fā)明專利]一種多目標(biāo)數(shù)據(jù)中心資源調(diào)度方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310059054.4
• 申請(qǐng)日: 2023-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN116089083A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳迪;劉國(guó)輝;徐慶東;王義春;孟祥瑞;韓嘯;劉元松;陳斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司信息通信公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/50
• 分類號(hào): G06F9/50;G06N3/006
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張換男

一種多目標(biāo)數(shù)據(jù)中心資源調(diào)度方法，為解決云計(jì)算資源調(diào)度執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，執(zhí)行任務(wù)成本較高的問(wèn)題，建立基于Z?number的多目標(biāo)云資源調(diào)度模型；獲取云計(jì)算資源的調(diào)度任務(wù)，利用基于最小空閑策略的啟發(fā)式規(guī)則獲得模型任務(wù)與虛擬機(jī)的分配關(guān)系，作為當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值；根據(jù)關(guān)系初始化蟻群，隨機(jī)放置螞蟻，通過(guò)啟發(fā)式規(guī)則和基于雙信息素矩陣的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則將任務(wù)重新分配給虛擬機(jī)，生成調(diào)度方案；對(duì)比調(diào)度方案的評(píng)價(jià)函數(shù)值與當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值，若優(yōu)于，用局部搜索策略搜索當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值的鄰域，更新當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值，生成新的調(diào)度方案，將任務(wù)結(jié)果發(fā)送至用戶端；否則，將當(dāng)前調(diào)度方案的任務(wù)結(jié)果發(fā)送至用戶端。屬于云計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種資源調(diào)度方法，具體涉及一種多目標(biāo)數(shù)據(jù)中心的資源調(diào)度方法，屬于云計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

云計(jì)算系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將異構(gòu)的、廉價(jià)的計(jì)算資源整合起來(lái)，統(tǒng)一對(duì)外提供服務(wù)，極大提高了系統(tǒng)的性能和可靠性，并降低了使用和維護(hù)成本，用戶可按需付費(fèi)使用云計(jì)算系統(tǒng)中便捷、低廉、可靠和高效的服務(wù)。在云計(jì)算系統(tǒng)中，計(jì)算資源可以是分布在不同地點(diǎn)的不同型號(hào)的機(jī)器，云計(jì)算系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)手段將這些繁雜的機(jī)器整合起來(lái)，但云計(jì)算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)會(huì)非常復(fù)雜。在資源調(diào)度的過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)分配到的資源過(guò)少，使得任務(wù)完成時(shí)間太長(zhǎng)，用戶作業(yè)時(shí)延太高，甚至當(dāng)前分配到的計(jì)算資源無(wú)法滿足用戶作業(yè)需求的情況，也可能會(huì)出現(xiàn)分配的資源太多，使部分資源長(zhǎng)時(shí)間處于閑置狀態(tài)，大大降低了資源的利用率，并給用戶或云服務(wù)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)很多不必要的開支。這些不平衡的狀態(tài)，不但會(huì)造成計(jì)算資源的浪費(fèi)，而且增加了許多成本，在降低了客戶對(duì)服務(wù)滿意度的同時(shí)，云服務(wù)運(yùn)營(yíng)商的利益也會(huì)受到損害。即使計(jì)算資源在合適范圍，考慮到任務(wù)總完成時(shí)間，任務(wù)處理時(shí)延和云計(jì)算系統(tǒng)的負(fù)載均衡性能，不同的資源調(diào)度方案也會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，并會(huì)在很大程度上影響任務(wù)的執(zhí)行效率和成本。因此，在滿足用戶不斷增長(zhǎng)和變化的需求的前提下，如何高效率低成本的進(jìn)行計(jì)算資源的合理調(diào)度，在能力和需求之間尋找平衡點(diǎn)是云計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決云計(jì)算資源調(diào)度執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，執(zhí)行任務(wù)成本較高的問(wèn)題，進(jìn)而提出了一種多目標(biāo)數(shù)據(jù)中心資源調(diào)度方法。

它包括以下步驟：

S1、建立基于Z-number的多目標(biāo)云資源調(diào)度模型；

S2、用戶端將云計(jì)算資源的調(diào)度任務(wù)發(fā)送至云端，云端根據(jù)調(diào)度任務(wù)，利用基于最小空閑策略的啟發(fā)式規(guī)則獲得基于Z-number的多目標(biāo)云資源調(diào)度模型的初始解，將初始解作為當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值，初始解是任務(wù)與虛擬機(jī)的分配關(guān)系；

S3、根據(jù)初始解初始化蟻群算法的蟻群，隨機(jī)放置螞蟻，通過(guò)啟發(fā)式規(guī)則和基于雙信息素矩陣的狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則將任務(wù)重新分配給虛擬機(jī)，并生成調(diào)度方案；

S4、計(jì)算調(diào)度方案的評(píng)價(jià)函數(shù)值，將評(píng)價(jià)函數(shù)值與S2中當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，若評(píng)價(jià)函數(shù)值優(yōu)于當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值，則使用局部搜索策略對(duì)當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值的鄰域進(jìn)行搜索，更新當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值，生成新的調(diào)度方案，根據(jù)調(diào)度方案將任務(wù)結(jié)果發(fā)送至用戶端；否則，不更新當(dāng)前調(diào)度方案和最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值，將當(dāng)前調(diào)度方案的任務(wù)結(jié)果發(fā)送至用戶端；

S5、獲取用戶端發(fā)送的云計(jì)算資源的調(diào)度任務(wù)，執(zhí)行S2-S4，得到調(diào)度任務(wù)對(duì)應(yīng)的調(diào)度方案，根據(jù)調(diào)度方案將任務(wù)結(jié)果發(fā)送至用戶端。

進(jìn)一步地，S1中基于Z-number的多目標(biāo)云資源調(diào)度模型：

其中，Time(P)表示調(diào)度方案P的總執(zhí)行時(shí)間；Cost(P)表示執(zhí)行任務(wù)的總成本；Load表示負(fù)載均衡函數(shù)。

進(jìn)一步地，S2中用戶端將云計(jì)算資源的調(diào)度任務(wù)發(fā)送至云端，云端根據(jù)調(diào)度任務(wù)，利用基于最小空閑策略的啟發(fā)式規(guī)則獲得基于Z-number的多目標(biāo)云資源調(diào)度模型的初始解，將初始解作為當(dāng)前最優(yōu)評(píng)價(jià)函數(shù)值，初始解是任務(wù)與虛擬機(jī)的分配關(guān)系，具體過(guò)程為：