本文選題：云計(jì)算 + 服務(wù)質(zhì)量��； 參考：《北京工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：云計(jì)算是從分布式計(jì)算、并行計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)的基于互聯(lián)網(wǎng)的新的服務(wù)模式。許多知名的IT公司如Google，Microsoft， IBM， Amazon等都在進(jìn)行云計(jì)算方面的研究，開(kāi)發(fā)出的應(yīng)用平臺(tái)有的也已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。 任務(wù)調(diào)度是云計(jì)算領(lǐng)域所要研究的核心問(wèn)題，主要研究最優(yōu)的任務(wù)分配策略，即如何將任務(wù)最優(yōu)地分配到云系統(tǒng)管理的資源上執(zhí)行，以使得任務(wù)得到均衡的分配或使得每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行代價(jià)降到最低或系統(tǒng)的總體性能達(dá)到最優(yōu)。當(dāng)前，任務(wù)調(diào)度的方法主要針對(duì)的目標(biāo)包括處理時(shí)間、系統(tǒng)負(fù)載、經(jīng)濟(jì)原則等，在以上研究工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)云計(jì)算提供強(qiáng)大并行處理能力的本質(zhì)和特征，本文分別從服務(wù)質(zhì)量的可靠性、響應(yīng)時(shí)間出發(fā)研究出新的任務(wù)調(diào)度方法，主要研究工作包括以下幾個(gè)方面： 1、從目前具有一般特征的云計(jì)算系統(tǒng)框架出發(fā)，建立云計(jì)算任務(wù)調(diào)度的抽象系統(tǒng)模型，特別是抽象系統(tǒng)模型中各組件的數(shù)學(xué)模型。該系統(tǒng)模型將云計(jì)算系統(tǒng)抽象成用戶(hù)、調(diào)度器、計(jì)算節(jié)點(diǎn)三個(gè)層面：各個(gè)用戶(hù)彼此獨(dú)立地產(chǎn)生任務(wù)，服從泊松分布；調(diào)度器從用戶(hù)接受任務(wù)，把任務(wù)分解成任務(wù)分片后發(fā)送到相應(yīng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行；計(jì)算節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)分片，并將每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)看作一個(gè)M/G/1排隊(duì)系統(tǒng)。 2、在抽象系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，以博弈論為工具，建立以可靠性為目標(biāo)的任務(wù)調(diào)度方法�？煽啃�，即計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力提供的穩(wěn)定性。該方法以計(jì)算節(jié)點(diǎn)上穩(wěn)定狀態(tài)的提供能力為目標(biāo)，以調(diào)度器上的任務(wù)分片策略為博弈策略，確定系統(tǒng)中各個(gè)調(diào)度器的任務(wù)分片方案。通過(guò)與均衡任務(wù)調(diào)度方法比較可以看出，在計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力均衡或不均衡、不同系統(tǒng)規(guī)模、不同系統(tǒng)負(fù)載的情況下，該任務(wù)調(diào)度算法都能使系統(tǒng)具有較高的可靠性，同時(shí)該算法具有計(jì)算速度快的優(yōu)點(diǎn)且能使各個(gè)調(diào)度器都能獲得公平的機(jī)會(huì)。 3、在抽象系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，以調(diào)節(jié)熵函數(shù)法為工具，建立以響應(yīng)時(shí)間為目標(biāo)的任務(wù)調(diào)度方法。調(diào)度器將任務(wù)分解成任務(wù)分片以后發(fā)送到計(jì)算節(jié)點(diǎn)上并行執(zhí)行，該方法將任務(wù)的各個(gè)任務(wù)分片執(zhí)行最長(zhǎng)的時(shí)間作為該任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間，每個(gè)調(diào)度器對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解調(diào)度時(shí)，，總是以任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間最小為目標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型。通過(guò)調(diào)節(jié)熵函數(shù)法，我們給出該模型的解并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出任務(wù)調(diào)度方法。實(shí)驗(yàn)表明，該算法優(yōu)于均衡算法且該算法下的響應(yīng)時(shí)間明顯低于博弈算法；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，比均衡算法目標(biāo)函數(shù)值較優(yōu)的博弈算法在并行時(shí)并不一定具備優(yōu)勢(shì)。
[Abstract]:Cloud computing is a new service model based on Internet which is developed from distributed computing, parallel computing and grid computing. Many well-known IT companies such as Google Microsoft, IBM, Amazon and so on are conducting cloud computing research, and some of the developed application platforms have been put into commercial operation. Task scheduling is the core problem in cloud computing field. It mainly studies the optimal task allocation strategy, that is, how to allocate tasks to the resources of cloud system management. In order to achieve a balanced assignment of tasks or minimize the execution cost of each task or optimize the overall performance of the system. At present, task scheduling methods mainly aim at processing time, system load, economic principles, etc. On the basis of the above research work, it aims at the essence and characteristics of cloud computing to provide powerful parallel processing capability. In this paper, a new task scheduling method is developed from the reliability and response time of QoS. The main research work includes the following aspects: 1. Based on the general cloud computing system framework, the abstract system model of cloud computing task scheduling is established, especially the mathematical model of each component in the abstract system model. The system model abstracts the cloud computing system into three layers: user, scheduler and compute node: each user generates tasks independently from each other, and the scheduler accepts tasks from users. The task is partitioned and sent to the corresponding computing node, which executes the task partition and treats each computing node as a M/G/1 queueing system. 2. Based on the abstract system model and game theory, a task scheduling method with reliability as its goal is established. Reliability is the stability provided by the computational power of the computing node. The aim of the method is to calculate the ability to provide stable state on the node, and the task partitioning strategy on the scheduler is used as the game strategy to determine the task partitioning scheme of each scheduler in the system. By comparing with the balanced task scheduling method, it can be seen that the task scheduling algorithm can make the system more reliable under the conditions of balanced or unbalanced computing power, different system size and different system load. At the same time, the algorithm has the advantages of fast computation and fair opportunity for all schedulers. 3. On the basis of abstract system model, a task scheduling method with response time as its target is established with the method of adjusting entropy function as a tool. The scheduler decomposes the task into pieces and sends them to the computing node for parallel execution. The method takes the longest time to execute each task as the response time of the task. When each scheduler decomposes the task, A mathematical model is always built with the aim of minimizing the response time of a task. By adjusting the entropy function method, we give the solution of the model and design a task scheduling method based on it. The experimental results show that the algorithm is superior to the equalization algorithm and the response time of the algorithm is obviously lower than that of the game algorithm. At the same time, it is found that the game algorithm which is better than the objective function of the equalization algorithm is not necessarily superior to the game algorithm in parallel.
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.09;TP301.6

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本文編號(hào)：1960174