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《云計算中關于任務調度優(yōu)化策略的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、云計算中關于任務調度優(yōu)化策略的研究全力傅明長沙理工大學計算機與通信工程學院基于蟻群算法的任務調度會遇到負載不均衡與收斂速度變慢的問題，針對蟻群算法應用于任務調度機制吋存在的缺陷，通過賦予權重的方法對該算法的信息素更新規(guī)則進行改進，加快求解速度，利用動態(tài)更新揮發(fā)系數優(yōu)化算法的綜合性能，并在局部信息素的更新過程中，引入虛擬機負載權重系數。實驗結果表明，基于改進算法的任務調度策略在保證任務得到合理分配的同時，算法的收斂速度與總執(zhí)行時間得到了優(yōu)化。關鍵詞：蟻群算法;信息素;虛擬機;權重系數;收斂速度;云計算屮需要處理的任務被
2、調度分配到在各個計算資源屮，用戶可以通過云計算按照需求獲取計算與信息服務，以及高效的存儲服務m。任務調度作為云計算的核心技術，在云計算處理任務的過程中，任務調度是不可避免的重要環(huán)節(jié)之一，因此，優(yōu)化任務調度機制是強化云計算綜合性能的重要方法。為了更有效的改善云計算的服務性能，不少學者針對云計算中的任務調度機制所遇到的問題展開丫研宄。文獻［3］以提高云計算服務質量為棊礎，通過對蜂群算法的改進，能夠在一定程度提高算法的全局搜索能力，并且能夠有效地滿足QOS需求，文獻［4］引入局部搜索算子對蜂群算法進行優(yōu)化，能夠有效的縮短任
3、務的完成時間，文獻［5］利用蟻群算法對云計算任務調度系統(tǒng)進行改善，能夠較好的在多個方面提高系統(tǒng)性能，文獻［6］針對任務調度過程中虛擬機負載的問題,利用蟻群算法較好的反饋機制提出蟻群優(yōu)化算法，能夠較好的改善資源利用率，文獻［7］利用遺傳算法較好的搜索能力能夠有效地改善任務調度的性能，使虛擬機達到負載均衡，文獻［8］利用遺傳算法前期搜索能力強的優(yōu)勢與蟻群算法的信息反饋的特點，將兩種算法相結合來彌補各自的問題，該算法在改善收斂速度的同時滿足用戶所要求的服務質量，文獻［9］對遺傳算法中的交叉和變異的概率公式進行優(yōu)化，提高了全
4、局搜索能力，文獻［10］針對云計算屮任務調度需要多個目標優(yōu)化的問題，提出了改進的Memetic算法，該算法能夠較快的找到全局最優(yōu)解，計算效率得到了提高。本文針對蟻群算法中收斂速度慢與任務分配不均的問題，結合調度機制的特點對蟻群算法的信息素更新方法進行優(yōu)化，通過對信息素增量賦予權值，改進算法的計算效率，并采用揮發(fā)系數動態(tài)調整的方法，提高算法的搜索能力，在進行局部信息素更新時，加入衡量虛擬機工作負載的權重系數，保證虛擬機的負載均衡，實驗表明，本文設計的改進算法能更快的找到全局最優(yōu)解，并且在任務得到合理分配的同時，縮短了總
5、執(zhí)行時間。2任務調度模型云計算在處理任務時，任務需要被合理地分配到各個計算資源中，其任務調度機制可以表示為:通過任務調度策略將需要處理的任務分配到異構的資源上，使全部任務在被執(zhí)行完成之后所需時間最少并滿足負載均衡，本文考慮的問題是將N個和互獨立、不同大小的仔務根據仔務調度算法分配到M個性能不同的虛擬機進行并行計算，根據虛擬機處理任務吋的性能指標得出實驗結果。2.1模型定義在云計算調度模型屮需要處理的作業(yè)為N個互不關聯的任務，N個任務集合表示為:Task={tut2，t3，…，tn},MI表示任務的指令長度，其中ML表
6、示任務t,的指令長度［11］。處理任務的異構資源為M個虛擬機，虛擬機集合表示為VM={v,,v2,v3,vj,MIPS表示虛擬機的執(zhí)行速度，其中MIPS」表示虛擬Wv：的執(zhí)行速度［12］。為丫計算每個任務在不同虛擬機上所需要的處理時間，定義執(zhí)行時間矩陣T，矩陣表示為：其中1^~表示表示虛擬機Vj處理任務ti所需要的執(zhí)行時間，并H根據虛擬機與任務的匹配關系建立矩陣x［i］［j］，表示任務it是否分配給虛擬機Vj，定義為：通過計算任務完成的總執(zhí)行時間，對虛擬機的執(zhí)行效率進行評估，為丫計算總執(zhí)行時間，定義時間集合C={ci
7、，C2,C3,?…，CE}，Cj表示虛擬機Vj完成分配的任務所需要的執(zhí)行時間，其中。由于虛擬機在處理任務時采用并行計算[13]，因此，任務完成的總執(zhí)行時間表示為：，m表示虛擬機的1D號。負載均衡度作為衡量虛擬機工作效率的關鍵指標[14],定義為：，其中表示每臺虛擬機完成任務的平均執(zhí)行時間，負載均衡度表示為任務執(zhí)行吋間標準差。3云計算任務調度策略3.1基于蟻群算法的調度模型蟻群算法作為一種全局優(yōu)化算法，一般被用來解決路徑優(yōu)化的問題，該算法具有分布性、隨機性、反饋性等特點，在云環(huán)境中利用蟻群算法的特點能夠有效的處理任務調
8、度機制所遇到的問題。在應用蟻群算法解決任務調度問題的過程屮，首先根據虛擬機對每個任務的處理能力，對信息素Tu(t)與啟發(fā)函數Hu(t)進行初始化，并對任務集合E初始化，kE表示第k只蝸蟻可以選擇的任務集合，Ek={tbt2,t3,?…，tn},根據信息素濃度與啟發(fā)函數計算任務與虛擬機的配對概率P,」(t):allowedk表示第k只媽蟻可以選擇
