本發(fā)明涉及容器任務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種容器任務(wù)調(diào)度方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前，隨著容器技術(shù)的興起，越來(lái)越多的軟件系統(tǒng)開始采用以容器的形式分發(fā)和部署。在基于容器的任務(wù)處理系統(tǒng)中，容器的調(diào)度器擔(dān)負(fù)著將用戶請(qǐng)求分發(fā)至物理服務(wù)器的職責(zé)，調(diào)度器既要保證所有的用戶任務(wù)都得到處理，又要確保分發(fā)到每個(gè)服務(wù)器的任務(wù)總和不超過(guò)每個(gè)服務(wù)器的計(jì)算能力，還要追求總體成本最低，為滿足以上三個(gè)需求，調(diào)度算法的研發(fā)成為容器技術(shù)落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前容器任務(wù)的成本都較高，如何節(jié)省成本是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種容器任務(wù)調(diào)度方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)節(jié)省成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種容器任務(wù)調(diào)度方法，該方法包括：

建立容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；

依據(jù)容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題；

采用求解算法對(duì)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解，得到求解結(jié)果。

優(yōu)選的，所述采用求解算法對(duì)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解，得到求解結(jié)果之后，還包括：

依據(jù)求解結(jié)果對(duì)容器任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。

優(yōu)選的，所述求解算法包括：割平面法、分枝定界法和隱枚舉法。

優(yōu)選的，依據(jù)容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模塊，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題之后，還包括：

采用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)式設(shè)置容器任務(wù)調(diào)度的需求。

本發(fā)明還提供一種容器任務(wù)調(diào)度裝置，用于實(shí)現(xiàn)所述容器任務(wù)調(diào)度方法，該裝置包括：

建立模塊，用于建立容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；

轉(zhuǎn)換模塊，用于依據(jù)容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題；

求解模塊，用于采用求解算法對(duì)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解，得到求解結(jié)果。

優(yōu)選的，所述裝置還包括：

調(diào)度模塊，用于依據(jù)求解結(jié)果對(duì)容器任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。

優(yōu)選的，所述求解算法包括：割平面法、分枝定界法和隱枚舉法。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)換模塊還包括：

設(shè)置單元，用于設(shè)置采用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)式設(shè)置容器任務(wù)調(diào)度的需求。

本發(fā)明所提供的一種容器任務(wù)調(diào)度方法及裝置，建立容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；依據(jù)容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題；采用求解算法對(duì)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解，得到求解結(jié)果?？梢?，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題規(guī)范化為一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)改造經(jīng)典的倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題，以逆向思維的方法，用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)范式表示容器任務(wù)調(diào)度的需求，進(jìn)而，容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題便可以采用割平面法、分枝定界法或隱枚舉法等方法求解，通過(guò)對(duì)容器任務(wù)的調(diào)度，在滿足用戶任務(wù)全部執(zhí)行且物理服務(wù)器不超載的條件下，實(shí)現(xiàn)總體成本最低，節(jié)省成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的一種容器任務(wù)調(diào)度方法的流程圖；

圖2為倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題示意圖；

圖3為容器任務(wù)問(wèn)題示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的一種容器任務(wù)調(diào)度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種容器任務(wù)調(diào)度方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)節(jié)省成本。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的一種容器任務(wù)調(diào)度方法的流程，該方法包括：

S11：建立容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；

S12：依據(jù)容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題；

S13：采用求解算法對(duì)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解，得到求解結(jié)果。

可見，該方法將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題規(guī)范化為一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)改造經(jīng)典的倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題，以逆向思維的方法，用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)范式表示容器任務(wù)調(diào)度的需求，進(jìn)而，容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題便可以采用割平面法、分枝定界法或隱枚舉法等方法求解，通過(guò)對(duì)容器任務(wù)的調(diào)度，在滿足用戶任務(wù)全部執(zhí)行且物理服務(wù)器不超載的條件下，實(shí)現(xiàn)總體成本最低，節(jié)省成本。

基于上述方法，其中，該方法用于調(diào)度器。

進(jìn)一步的，步驟S13之后，還包括：依據(jù)求解結(jié)果對(duì)容器任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。

其中，求解算法包括：割平面法、分枝定界法和隱枚舉法。

進(jìn)一步的，步驟S12中，依據(jù)容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模塊，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題之后，還包括：采用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)式設(shè)置容器任務(wù)調(diào)度的需求。

其中，容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型如下：

其中，第i個(gè)服務(wù)器被啟用時(shí)產(chǎn)生的固定費(fèi)用為a_i，用戶j到服務(wù)器i的單位任務(wù)傳輸費(fèi)用為c_ij，服務(wù)器i的最高計(jì)算能力為b_i，用戶j的計(jì)算需求量是d_j。變量x_ij表示從用戶j傳輸?shù)椒?wù)器i的任務(wù)量。

變量y_i如下：

其中，整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題如下：

本方法中，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題規(guī)范化為一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)改造經(jīng)典的倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題，以逆向思維的方法，用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)范式表示容器任務(wù)調(diào)度的需求。進(jìn)而，容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題便可以采用割平面法、分枝定界法或隱枚舉法等方法求解。通過(guò)對(duì)容器任務(wù)的調(diào)度，在滿足用戶任務(wù)全部執(zhí)行且物理服務(wù)器不超載的條件下，實(shí)現(xiàn)總體費(fèi)用最低，具有很高的實(shí)用意義和商業(yè)價(jià)值。

容器任務(wù)調(diào)度方法將容器任務(wù)調(diào)度方法規(guī)范化為一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，以逆向解決倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題的方式方法解決容器任務(wù)調(diào)度方法。以逆向思維的方式，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題規(guī)范化為一個(gè)倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題。針對(duì)用戶發(fā)起的任務(wù)請(qǐng)求，調(diào)度器選擇在哪些服務(wù)器上開啟容器執(zhí)行任務(wù)請(qǐng)求，以及在每臺(tái)服務(wù)器上各執(zhí)行幾個(gè)子任務(wù)。綜合考慮服務(wù)器開啟的費(fèi)用，及任務(wù)從用戶端傳輸?shù)椒?wù)器端的費(fèi)用，通過(guò)分枝界定方法，求解總費(fèi)用最低的調(diào)度方法。

詳細(xì)的，首先，根據(jù)圖2描述倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題；然后根據(jù)圖3描述容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題；最后，給出基于線性規(guī)劃的容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題解法。

如圖2，在m個(gè)倉(cāng)庫(kù)中選擇若干個(gè)倉(cāng)庫(kù)調(diào)出貨物以滿足n個(gè)用戶的需求。已知第i個(gè)倉(cāng)庫(kù)被動(dòng)用時(shí)產(chǎn)生的固定費(fèi)用為a_i，倉(cāng)庫(kù)i到用戶j的單位貨物運(yùn)輸費(fèi)用為c_ij，倉(cāng)庫(kù)i的貨物存儲(chǔ)量為b_i，用戶j對(duì)貨物的需求量是d_j。則應(yīng)如何決策，動(dòng)用哪些倉(cāng)庫(kù)和各倉(cāng)庫(kù)到各用戶運(yùn)多少貨物，才能既滿足用戶需要，又使總費(fèi)用即倉(cāng)庫(kù)啟用費(fèi)用加貨物運(yùn)輸費(fèi)最低？

基于容器的任務(wù)調(diào)度場(chǎng)景，如圖3所示，將倉(cāng)庫(kù)類比為服務(wù)器、貨物類比為要處理的計(jì)算任務(wù)。在倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題中，貨物從倉(cāng)庫(kù)傳輸至客戶；而在容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題中，以相反的方向，計(jì)算任務(wù)從用戶端調(diào)度到服務(wù)器，服務(wù)器以容器的形式執(zhí)行計(jì)算任務(wù)。設(shè)第i個(gè)服務(wù)器被啟用時(shí)產(chǎn)生的固定費(fèi)用為a_i，用戶j到服務(wù)器i的單位任務(wù)傳輸費(fèi)用為c_ij，服務(wù)器i的最高計(jì)算能力為b_i，用戶j的計(jì)算需求量是d_j。則問(wèn)題變?yōu)椋簯?yīng)如何決策，啟用哪些服務(wù)器和用戶向各個(gè)服務(wù)器傳輸多少任務(wù)，才能既滿足用戶需要，又使總費(fèi)用(服務(wù)器啟用費(fèi)用加任務(wù)傳輸費(fèi)用)最低？

令變量y_i如下：

另變量x_ij表示從用戶j傳輸?shù)椒?wù)器i的任務(wù)量，則上述容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型可表述為：

其中，第一組約束條件表示每個(gè)用戶的計(jì)算需求都必須滿足；第二組約束條件表示不能超出服務(wù)器i的最大負(fù)載能力。

將以上問(wèn)題轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)形式：

采用分枝定界法求解以上問(wèn)題，基本步驟如下：

步驟一：另原問(wèn)題I₀的對(duì)應(yīng)松弛問(wèn)題為L(zhǎng)₀，若L₀有可行解，但目標(biāo)函數(shù)在可行域上無(wú)上下界，則原問(wèn)題無(wú)最優(yōu)解，解算結(jié)束。否則，進(jìn)入步驟二。

步驟二：檢查是否有活問(wèn)題，若沒(méi)有，轉(zhuǎn)步驟五；若有，選取一個(gè)活問(wèn)題I_k，并接步驟三。

步驟三：檢測(cè)對(duì)應(yīng)松弛問(wèn)題L_k的求解結(jié)果。

步驟四：選取x^(k)的一個(gè)非整數(shù)基分量x_s^(k)，用添加約束或的辦法把I_k劃分為兩個(gè)新的部分問(wèn)題。令這兩個(gè)新的部分問(wèn)題為活問(wèn)題，并解對(duì)應(yīng)的松弛問(wèn)題，然后返回步驟二。

步驟五：查看現(xiàn)有最好解和現(xiàn)有最小值，若它們分別是和∞，則原問(wèn)題無(wú)可行解；否則，現(xiàn)有最好解和現(xiàn)有最小值就是原問(wèn)題的最優(yōu)解和最優(yōu)值，解算結(jié)束。請(qǐng)參考圖4，圖4為本發(fā)明所提供的一種容器任務(wù)調(diào)度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，用于實(shí)現(xiàn)上述容器任務(wù)調(diào)度方法，該裝置包括：

建立模塊101，用于建立容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；

轉(zhuǎn)換模塊102，用于依據(jù)容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題轉(zhuǎn)換為整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題；

求解模塊103，用于采用求解算法對(duì)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解，得到求解結(jié)果。

可見，該裝置將容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題規(guī)范化為一個(gè)整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)改造經(jīng)典的倉(cāng)庫(kù)選配問(wèn)題，以逆向思維的方法，用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)范式表示容器任務(wù)調(diào)度的需求，進(jìn)而，容器任務(wù)調(diào)度問(wèn)題便可以采用割平面法、分枝定界法或隱枚舉法等方法求解，通過(guò)對(duì)容器任務(wù)的調(diào)度，在滿足用戶任務(wù)全部執(zhí)行且物理服務(wù)器不超載的條件下，實(shí)現(xiàn)總體成本最低，節(jié)省成本。

其中，該裝置用于調(diào)度器。

進(jìn)一步的，所述裝置還包括：調(diào)度模塊，用于依據(jù)求解結(jié)果對(duì)容器任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。

其中，求解算法包括：割平面法、分枝定界法和隱枚舉法。

進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)換模塊還包括：設(shè)置單元，用于設(shè)置采用線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)式設(shè)置容器任務(wù)調(diào)度的需求。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種容器任務(wù)調(diào)度方法及裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。