云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)，通過將任務(wù)的特征信息進(jìn)行參數(shù)化；然后對各任務(wù)進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果，通過細(xì)菌覓食算法計(jì)算得到最佳工作節(jié)點(diǎn)，將該最佳工作節(jié)點(diǎn)與該任務(wù)進(jìn)行匹配即可?？梢?，本發(fā)明利用細(xì)菌覓食算法來實(shí)現(xiàn)云計(jì)算中任務(wù)調(diào)度和資源分配問題，使得云計(jì)算對用戶任務(wù)群的調(diào)度具有群體智能并行搜索、易跳出局部極小值等優(yōu)點(diǎn)，有助于保持云計(jì)算中任務(wù)群的多樣性；更能滿足用戶的需求，提高用戶體驗(yàn)的滿意度。
【專利說明】云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]云計(jì)算是一種提供了基礎(chǔ)設(shè)施、平臺和軟件的商業(yè)計(jì)算模型。它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲空間和信息服務(wù)。云計(jì)算的基本原理是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理任務(wù)自動分拆成無數(shù)個(gè)較小的子任務(wù)，再交由多部服務(wù)器組成的龐大系統(tǒng)，經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后，將處理結(jié)果回傳給用戶，提供這些資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。云計(jì)算所提供的服務(wù)面向的用戶群十分龐大，故“云”中的任務(wù)數(shù)量也非常巨大。因此，任務(wù)調(diào)度和資源分配問題是決定云計(jì)算效率的重點(diǎn)與難點(diǎn)。但是，目前針對云計(jì)算中任務(wù)的調(diào)度，還沒有一種較好的算法能滿足用戶的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)，能很好的滿足用戶的需求。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，包括:
[0005]將任務(wù)的特征信息進(jìn)行參數(shù)化；
[0006]對所述任務(wù)進(jìn)行分類；
[0007]根據(jù)分類結(jié)果，通過細(xì)菌覓食算法計(jì)算得到最佳工作節(jié)點(diǎn)；
[0008]通過所述最佳工作節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所述任務(wù)。
[0009]在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，根據(jù)分類結(jié)果，通過細(xì)菌覓食算法計(jì)算得到最佳工作節(jié)點(diǎn)包括:
[0010]根據(jù)所述分類結(jié)果，對所述任務(wù)經(jīng)參數(shù)化的特征信息進(jìn)行編碼得到編碼后的特征
信息；
[0011]從工作節(jié)點(diǎn)中選擇N個(gè)作為細(xì)菌個(gè)體i組成初始化細(xì)菌群，I < i < N ;
[0012]根據(jù)算法解碼庫，分別對各細(xì)菌個(gè)體對應(yīng)所述編碼后的特征信息進(jìn)行解碼；
[0013]計(jì)算各細(xì)菌個(gè)體的適應(yīng)度值；
[0014]對各細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行細(xì)菌趨向操作；
[0015]進(jìn)行細(xì)菌個(gè)體復(fù)制操作；
[0016]進(jìn)行細(xì)菌個(gè)體的遷徙操作；
[0017]判斷當(dāng)前得到的最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體是否達(dá)到用戶的期望值，如是，則選擇該細(xì)菌個(gè)體對應(yīng)的工作節(jié)點(diǎn)作為最佳工作節(jié)點(diǎn)；否則，返回所述計(jì)算各細(xì)菌個(gè)體的適應(yīng)度值步驟。
[0018]在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，在對各細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行細(xì)菌趨向操作過程中，還包括:
[0019]對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作。
[0020]在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作包括:
[0021]確定細(xì)菌群體中目前位置最優(yōu)的細(xì)菌個(gè)體序列Icurest,存儲其位置和適應(yīng)度值；[0022]確定細(xì)菌群中將要進(jìn)行搜索的細(xì)菌個(gè)體序列I ;
[0023]在所述Iej3est中，選定一個(gè)編號J—;
[0024]遍歷所述10rest，確定所述JMnd在所述Ic^be3t中的位置Pt ;
[0025]遍歷所述I中的各細(xì)菌個(gè)體，找到所述I中所述Jrand的起始位置，將其與所述P的編號進(jìn)行置換；
[0026]對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的當(dāng)前位置與所述Icurest中的細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行比較，如果當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的新位置更優(yōu)，將最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體更新為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體，并將細(xì)菌群最優(yōu)適應(yīng)度值也相應(yīng)進(jìn)行更新；否則，當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體下一次趨向性操作時(shí)，向最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體的位置靠攏。
[0027]在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，在對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作過程中，如發(fā)現(xiàn)當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體停頓，重新選定一個(gè)方向，再次對該細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行搜索；或停止當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的搜索，跳至下一細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行搜索操作。
[0028]在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，在當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的新位置更優(yōu)時(shí)，將最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體更新為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體，并將細(xì)菌群最優(yōu)適應(yīng)度值也相應(yīng)進(jìn)行更新具體如下:
【權(quán)利要求】
1.一種云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于包括: 將任務(wù)的特征信息進(jìn)行參數(shù)化； 對所述任務(wù)進(jìn)行分類； 根據(jù)分類結(jié)果，通過細(xì)菌覓食算法計(jì)算得到最佳工作節(jié)點(diǎn)； 通過所述最佳工作節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所述任務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，根據(jù)分類結(jié)果，通過細(xì)菌覓食算法計(jì)算得到最佳工作節(jié)點(diǎn)包括: 根據(jù)所述分類結(jié)果，對所述任務(wù)經(jīng)參數(shù)化的特征信息進(jìn)行編碼得到編碼后的特征信息； 從工作節(jié)點(diǎn)中選擇N個(gè)作為細(xì)菌個(gè)體i組成初始化細(xì)菌群，I < i < N ; 根據(jù)算法解碼庫，分別對各細(xì)菌個(gè)體對應(yīng)所述編碼后的特征信息進(jìn)行解碼； 計(jì)算各細(xì)菌個(gè)體的適應(yīng)度值； 對各細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行細(xì)菌趨向操作； 進(jìn)行細(xì)菌個(gè)體復(fù)制操作； 進(jìn)行細(xì)菌個(gè)體的遷徙操作； 判斷當(dāng)前得到的最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體`是否達(dá)到用戶的期望值，如是，則選擇該細(xì)菌個(gè)體對應(yīng)的工作節(jié)點(diǎn)作為最佳工作節(jié)點(diǎn)；否則，返回所述計(jì)算各細(xì)菌個(gè)體的適應(yīng)度值步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，在對各細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行細(xì)菌趨向操作過程中，還包括: 對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作。
4.如權(quán)利要求3所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作包括: 確定細(xì)菌群體中目前位置最優(yōu)的細(xì)菌個(gè)體序列I。—best，存儲其位置和適應(yīng)度值； 確定細(xì)菌群中將要進(jìn)行搜索的細(xì)菌個(gè)體序列I ; 在所述Iejrest中，選定一個(gè)編號Jrand ; 遍歷所述Icurest,確定所述Jrand在所述Icj3est中的位置； 遍歷所述I中的各細(xì)菌個(gè)體，找到所述I中所述Jrand的起始位置，將其與所述N的編號進(jìn)行置換； 對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的當(dāng)前位置與所述Icu^st中的細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行比較，如果當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的新位置更優(yōu)，將最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體更新為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體，并將細(xì)菌群最優(yōu)適應(yīng)度值也相應(yīng)進(jìn)行更新；否則，當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體下一次趨向性操作時(shí)，向最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體的位置靠攏。
5.如權(quán)利要求4所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，在對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作過程中，如發(fā)現(xiàn)當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體停頓，重新選定一個(gè)方向，再次對該細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行搜索；或停止當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的搜索，跳至下一細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行搜索操作。
6.如權(quán)利要求4所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，在當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的新位置更優(yōu)時(shí)，將最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體更新為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體，并將細(xì)菌群最優(yōu)適應(yīng)度值也相應(yīng)進(jìn)行更新具體如下:
If J^j+l.k, l)>Jbest(j,k, I)
c u+1 a /)=次 u+1, κ i)+ccc X (0b aa κ /))式中:尤C/ + lj，/)為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i進(jìn)行群體感應(yīng)后的更新位置；/?+1Λ，I)為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i的適應(yīng)度值；Θ b(j，k, I)和Jbest (j，k, I)分別為當(dāng)前細(xì)菌群位置最優(yōu)的細(xì)菌個(gè)體b的位置和適應(yīng)度值；C。。為吸引因子，決定細(xì)菌個(gè)體向群體歷史最優(yōu)位置游動的步幅。
7.如權(quán)利要求4所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，在當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體下一次趨向性操作向最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體的位置靠攏具體如下:
8.如權(quán)利要求2所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i進(jìn)行趨向性操作具體如下:
9.如權(quán)利要求2所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i進(jìn)行趨向性操作具體如下:
10.如權(quán)利要求2所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i進(jìn)行趨向性操作后，計(jì)算其適應(yīng)度值具體如下:
11.如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，所述任務(wù)的特征信息包括CPU、內(nèi)存?zhèn)€數(shù)、帶寬、資源成本以及故障率的倒數(shù)中的至少一種。
12.如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，對所述任務(wù)進(jìn)行分類包括根據(jù)各任務(wù)的優(yōu)先級和/或各任務(wù)執(zhí)行的評判指標(biāo)對各任務(wù)進(jìn)行分類。
13.如權(quán)利要求12所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度方法，其特征在于，所述任務(wù)執(zhí)行的評判指標(biāo)為任務(wù)完成時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)帶寬、資源成本或可靠性參數(shù)。
14.一種云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括: 用戶任務(wù)信息群處理模塊，用于將任務(wù)的特征信息進(jìn)行參數(shù)化； 任務(wù)分類模塊，用于對所述任務(wù)進(jìn)行分類； 資源分配與調(diào)度模塊，用于根據(jù)分類結(jié)果，通過細(xì)菌覓食算法計(jì)算得到最佳工作節(jié)占.節(jié)點(diǎn)管理模塊，用于將所述任務(wù)部署到所述最佳工作節(jié)點(diǎn)，通過所述最佳工作節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所述任務(wù)。
15.如權(quán)利要求14所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊根據(jù)分類結(jié)果，通過細(xì)菌覓食算法計(jì)算得到最佳工作節(jié)點(diǎn)包括: 根據(jù)所述分類結(jié)果，對所述任務(wù)經(jīng)參數(shù)化的特征信息進(jìn)行編碼得到編碼后的特征信息； 從工作節(jié)點(diǎn)中選擇N個(gè)作為細(xì)菌個(gè)體i組成初始化細(xì)菌群，I < i < N ; 根據(jù)算法解碼庫，分別對各細(xì)菌個(gè)體對應(yīng)所述編碼后的特征信息進(jìn)行解碼； 計(jì)算各細(xì)菌個(gè)體的適應(yīng)度值； 對各細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行細(xì)菌趨向操作； 進(jìn)行細(xì)菌個(gè)體復(fù)制操作； 進(jìn)行細(xì)菌個(gè)體的遷徙操作； 判斷當(dāng)前得到的最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體是否達(dá)到用戶的期望值，如是，則選擇該細(xì)菌個(gè)體對應(yīng)的工作節(jié)點(diǎn)作為最佳工作節(jié)點(diǎn)；否則，返回所述計(jì)算各細(xì)菌個(gè)體的適應(yīng)度值步驟。
16.如權(quán)利要求15所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊在對各細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行細(xì)菌趨向操作過程中，還包括: 對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作。
17.如權(quán)利要求16所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作包括: 確定細(xì)菌群體中目前位置最優(yōu)的細(xì)菌個(gè)體序列I?！猙est，存儲其位置和適應(yīng)度值；確定細(xì)菌群中將要進(jìn)行搜索的細(xì)菌個(gè)體序列I; 在所述Iejrest中，選定一個(gè)編號Jrand ; 遍歷所述Icurest,確定所述Jrand在所述Icj3est中的位置； 遍歷所述I中的各細(xì)菌個(gè)體，找到所述I中所述Jrand的起始位置，將其與所述N的編號進(jìn)行置換； 對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的當(dāng)前位置與所述Icu^st中的細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行比較，如果當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的新位置更優(yōu)，將最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體更新為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體，并將細(xì)菌群最優(yōu)適應(yīng)度值也相應(yīng)進(jìn)行更新；否則，當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體下一次趨向性操作時(shí)，向最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體的位置靠攏。
18.如權(quán)利要求17所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊在對各細(xì)菌個(gè)體執(zhí)行群體感應(yīng)操作過程中，如發(fā)現(xiàn)當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體停頓，重新選定一個(gè)方向，再次對該細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行搜索；或停止當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的搜索，跳至下一細(xì)菌個(gè)體進(jìn)行搜索操作。
19.如權(quán)利要求17所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊在判斷當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體的新位置更優(yōu)時(shí)，將最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體更新為當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體，并將細(xì)菌群最優(yōu)適應(yīng)度值也相應(yīng)進(jìn)行更新具體如下:
20.如權(quán)利要求17所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊在將當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體下一次趨向性操作向最優(yōu)細(xì)菌個(gè)體的位置靠攏具體如下:
21.如權(quán)利要求15所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i進(jìn)行趨向性操作具體如下:
Θ i (j+1, k, I) = Θ J (j, k, I) +C ⑴ Φ (j) 式中:C(i)>0，表示細(xì)菌向前游動的步長；
22.如權(quán)利要求15所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i進(jìn)行趨向性操作具體如下:Θ iU+l.k, 1)=θ i(j,k, 1)+C(k, I) Φ (j) 式中:C(k，I)表示細(xì)菌第k次復(fù)制、第1次遷徙時(shí)的趨向操作步長；Linit為初始趨向步長；n為控制步長下降梯度的參數(shù)；
23.如權(quán)利要求15所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述資源分配與調(diào)度模塊對當(dāng)前細(xì)菌個(gè)體i進(jìn)行趨向性操作后，計(jì)算其適應(yīng)度值具體如下:
Ji (j+1, k, I) =Ji (j, k, I) +Jcc ( θ 1 (j+1, k，I)，P (j+1, k, I))
24.如權(quán)利要求14-23任一項(xiàng)所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述任務(wù)的特征信息包括CPU、內(nèi)存?zhèn)€數(shù)、帶寬、資源成本以及故障率的倒數(shù)中的至少一種。
25.如權(quán)利要求14-23任一項(xiàng)所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，對所述任務(wù)進(jìn)行分類包括根據(jù)各任務(wù)的優(yōu)先級和/或各任務(wù)執(zhí)行的評判指標(biāo)對各任務(wù)進(jìn)行分類。
26.如權(quán)利要求25所述的云計(jì)算中的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述任務(wù)執(zhí)行的評判指標(biāo)為任務(wù)完成時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)帶寬、資源成本或可靠性參數(shù)。
【文檔編號】G06F9/46GK103870317SQ201210527819
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】李明俐, 任建麗 申請人:中興通訊股份有限公司