云平臺作業(yè)調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及云計算，特別設(shè)及一種云平臺作業(yè)調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 虛擬化技術(shù)推動著云計算技術(shù)的快速發(fā)展。分布式環(huán)境使得傳統(tǒng)的非并行式軟件 結(jié)構(gòu)成為制約系統(tǒng)性能的瓶頸。通過挖掘作業(yè)中的并行特性，使多個并行作業(yè)在分布式的 不同核上同時執(zhí)行，從而充分利用硬件資源，提高執(zhí)行效率。特別在實時應(yīng)用領(lǐng)域，由于處 理的時效性要求，使得充分發(fā)揮多核優(yōu)勢、W更小的代價滿足實時應(yīng)用需求成為一種趨勢。 如何在云平臺上滿足實時作業(yè)的調(diào)度需求是虛擬機調(diào)度面臨的一個挑戰(zhàn)。由于語義鴻溝的 問題，現(xiàn)有的調(diào)度方法無法實現(xiàn)良好的實時作業(yè)調(diào)度，物理主機獨立調(diào)度其調(diào)度隊列，對并 行虛擬機缺少協(xié)同調(diào)度能力；輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式使得調(diào)度周期受隊列中虛擬機數(shù)量影響，無法 確保調(diào)度周期；資源按固定權(quán)值分配，動態(tài)負(fù)載下無法保證實時作業(yè)虛擬機的資源利用率 等，從而導(dǎo)致實時作業(yè)在虛擬機上的運行效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提出了一種云平臺作業(yè)調(diào)度方法，包 括：
[0004] 根據(jù)實時作業(yè)所在虛擬機的配額值來分配更新時隙，提高實時作業(yè)所在虛擬機的 調(diào)度優(yōu)先級，并且通過時間段來調(diào)整所述虛擬機的調(diào)度周期。 陽〇化]優(yōu)選地，所述根據(jù)實時作業(yè)所在虛擬機的配額值來分資源占用時間，進一步包 括：
[0006] 在創(chuàng)建虛擬機時預(yù)先為其分配合適的資源比例參數(shù)，在配額更新時，按照該參數(shù) 分配實時作業(yè)虛擬機的配額值，而非實時作業(yè)虛擬機則按自身權(quán)值的比例分配剩余可用配 額值；
[0007] 對于物理主機下的虛擬機集合{M。，Ml,M2,…，M。}，每次調(diào)度后，實時作業(yè)虛擬機 再次進入可調(diào)度狀態(tài)的時間時隙如下：
[0008] Te/w,
[0009] 其中，Γβ表示更新時隙，τe表示虛擬機被調(diào)度時占用的時間段長度，ω1表示虛擬 機的分配比例的參數(shù)值，i= 0，…，η，η表示當(dāng)前物理主機中虛擬機的數(shù)量。
[0010] 優(yōu)選地，所述提高實時作業(yè)所在虛擬機的調(diào)度優(yōu)先級，進一步包括：實時作業(yè)虛擬 機一旦能夠被調(diào)度運行，則被賦予實時優(yōu)先級，該優(yōu)先級的虛擬機將被插入調(diào)度隊列頭部， 并被優(yōu)先調(diào)度；當(dāng)特權(quán)域被硬件中斷喚醒時，特權(quán)域?qū)⑦M入domO優(yōu)先級，被插入調(diào)度隊列 首部，并W搶占方式被調(diào)度，保證實時作業(yè)運行時其I/O操作被處理；其他域的虛擬機被事 件喚醒時，排在domO優(yōu)先級的實時作業(yè)虛擬機之后；
[0011] 設(shè)定并行實時作業(yè)虛擬機的優(yōu)先級高于非并行實時作業(yè)虛擬機優(yōu)先級，而將非實 時作業(yè)虛擬機的優(yōu)先級設(shè)置為最低，相同實時優(yōu)先級的虛擬機按FIFO方式進行排序和調(diào) 度；
[0012] 所述通過時間段來調(diào)整所述虛擬機的調(diào)度周期，進一步包括：
[0013] 將虛擬機每個周期的可執(zhí)行時間分為若干段，每段的執(zhí)行時間段W1毫秒為上 限；當(dāng)實時作業(yè)虛擬機的配額值更新時，虛擬機的調(diào)度的時間段為可變時間段T。，其值由下 式?jīng)Q定：若LsJ<Si，則Te=Si/|Si+iI，若L萬」=魏，則Te= 1;其中，S康示實時作業(yè)虛擬機 每個執(zhí)行時隙中的實際執(zhí)行時間；即當(dāng)虛擬機在一個周期中的執(zhí)行時間為整數(shù)時，其調(diào)度 時間段W1毫秒為單位分配，而當(dāng)執(zhí)行時間非整數(shù)時，其調(diào)度時間段將分為多個小于1毫秒 的時間段，在并行虛擬機被中斷運行后，重新調(diào)度時不會使用更多的配額值，從而保持與其 他并行虛擬機的同步參數(shù)狀態(tài)。
[0014] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有W下優(yōu)點：
[0015] 本發(fā)明提出了一種云平臺作業(yè)調(diào)度方法，在云平臺的動態(tài)負(fù)載情況下，滿足實時 作業(yè)的虛擬機調(diào)度需求，具有更好的資源利用率和更穩(wěn)定的性能。
【附圖說明】
[0016] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的云平臺作業(yè)調(diào)度方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 下文與圖示本發(fā)明原理的附圖一起提供對本發(fā)明一個或者多個實施例的詳細描 述。結(jié)合運樣的實施例描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于任何實施例。本發(fā)明的范圍僅由權(quán) 利要求書限定，并且本發(fā)明涵蓋諸多替代、修改和等同物。在下文描述中闡述諸多具體細節(jié) W便提供對本發(fā)明的透徹理解。出于示例的目的而提供運些細節(jié)，并且無運些具體細節(jié)中 的一些或者所有細節(jié)也可W根據(jù)權(quán)利要求書實現(xiàn)本發(fā)明。
[0018] 本發(fā)明的一方面提供了一種云平臺作業(yè)調(diào)度方法。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的云 平臺作業(yè)調(diào)度方法流程圖。本發(fā)明針對實時作業(yè)虛擬機資源，一方面確保了實時作業(yè)虛擬 機的資源占用率，另一方面也保證其調(diào)度周期不受調(diào)度隊列中虛擬機數(shù)量的影響；細化了 基于調(diào)度優(yōu)先級；并且基于動態(tài)時間段的資源分配和調(diào)度。本發(fā)明提出的實時調(diào)度方法在 動態(tài)負(fù)載條件下，能夠滿足實時作業(yè)虛擬機調(diào)度需要，具有更好的資源利用率和更穩(wěn)定的 調(diào)度性能。
[0019] 物理主機下的虛擬機集合{M。，Ml,M2，…，M。}，將其對應(yīng)的權(quán)值集合記為{W。，Wi， 胖2,…，胖。}，可用的總配額值為C。，虛擬機Mi(i=0, ·，·，η)分配到的資源比例為：
[0020]
[0021]其中，。是Μ1在更新時隙內(nèi)的可用配額值，如果Μ1是實時作業(yè)，并且能夠正確執(zhí) 行，則顯然需要滿足：
[0022] 其中，Pi為實時作業(yè)的執(zhí)行時隙，S1為實時作業(yè)在執(zhí)行時隙期間的實際需要的資 源占用時間。
[0023] 為實現(xiàn)實時作業(yè)的資源占用率，本發(fā)明通過創(chuàng)建虛擬機時預(yù)先為其分配合適的資 源比例參數(shù)，在配額更新時，實時作業(yè)虛擬機的配額值按照該參數(shù)進行分配。其他非實時作 業(yè)虛擬機，則按自身權(quán)值的比例分配剩余可用配額值。由此，確保系統(tǒng)中的虛擬機數(shù)量和權(quán) 值變化時，實時作業(yè)虛擬機總是可W分配到所需的CPU資源。
[0024] 虛擬機被調(diào)度后，再次進入調(diào)度隊列的可調(diào)度周期由下式?jīng)Q定：(n-l)Te。其 中，町表示更新時間時隙，Te表示虛擬機被調(diào)度時占用的時間段長度，η表示當(dāng)前物理主機 中虛擬機的數(shù)量。運個時間時隙反映出虛擬機可調(diào)度的最小周期與調(diào)度隊列中的虛擬機數(shù) 量有關(guān)。當(dāng)虛擬機數(shù)量變化時，該周期也會隨之發(fā)生變化。
[00巧]由于實時作業(yè)虛擬機按絕對比