本發(fā)明涉及一種混合云環(huán)境下具有預(yù)算約束的bot任務(wù)的調(diào)度方法，屬于云計(jì)算領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：云計(jì)算旨在通過互聯(lián)網(wǎng)將可用資源(包括計(jì)算資源、平臺(tái)資源和應(yīng)用資源)以服務(wù)的形式提供給用戶。用戶以“用多少、付多少”的方式使用這些資源。因此，云計(jì)算特別適合處理那些需要大量計(jì)算資源的任務(wù)。bag-of-tasks(bot)任務(wù)是一類包含多個(gè)可并行處理作業(yè)的任務(wù)。bot任務(wù)是指包含多個(gè)可并行處理作業(yè)的任務(wù)，廣泛存在于計(jì)算機(jī)視頻、圖片處理、蒙特卡羅仿真的科學(xué)和工程領(lǐng)域。由于云計(jì)算新穎的收費(fèi)方式，使得用戶非常愿意將bot任務(wù)放在云上處理，這樣就能避免購置大量計(jì)算設(shè)備，在有限預(yù)算的情況下有效處理bot任務(wù)。事實(shí)上，很多用戶(包括企業(yè)或者機(jī)構(gòu))都已有一些有限資源的計(jì)算設(shè)備(可稱為私有云)，當(dāng)計(jì)算資源不足以處理bot任務(wù)時(shí)，用戶將一些作業(yè)放置公有云上處理。因此，在這樣的混合云環(huán)境下，如何在給定預(yù)算的情況下有效調(diào)度bot任務(wù)使得最大完工時(shí)間(即makespan)最小化是一個(gè)急需解決的重要問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)上述不足提供了一種混合云環(huán)境下具有預(yù)算約束的bot任務(wù)的調(diào)度方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種混合云環(huán)境下具有預(yù)算約束的bot任務(wù)的調(diào)度方法，步驟如下：(1)按照預(yù)先設(shè)定的公有云數(shù)據(jù)及私有云數(shù)據(jù)總量，讀取bot任務(wù)的所有參數(shù)；其參數(shù)包括bot任務(wù)中每個(gè)作業(yè)中的不同vm類型的計(jì)算時(shí)間，每個(gè)vm類型的價(jià)格及公有云、私有云數(shù)據(jù)總量；(2)基于根據(jù)步驟(1)讀取的參數(shù)通過調(diào)度算法確定所有作業(yè)的調(diào)度方案；調(diào)度方案包括針對(duì)vm類型的計(jì)算時(shí)間從小到大排列得到作業(yè)序列seq，將seq中的作業(yè)逐個(gè)安置到一個(gè)云和vm類型上，使得cmax的增長(zhǎng)量最小且滿足約束條件；(3)按照步驟(2)的設(shè)定開始時(shí)間和vm類型創(chuàng)建vm實(shí)例然后啟動(dòng)vm并執(zhí)行各作業(yè)。本發(fā)明所述的混合云環(huán)境下具有預(yù)算約束的bot任務(wù)的調(diào)度方法，所述的步驟(2)中約束條件以下運(yùn)算式進(jìn)行約束；h＝0myijh＝1,i＝1,2,…,n,j＝1,2,…,tii＝1nq＝1kj＝1tizijsxijqcpuq≤cpu*,s＝0,1,…,si＝1nq＝1kj＝1tizijsxijqmemq≤mem*,s＝0,1,…,si＝1nj＝1tih＝1mq＝1kyijhxijqphqrijq≤b。有益效果本發(fā)明提供了一種混合云環(huán)境下具有預(yù)算約束的bot任務(wù)的調(diào)度方法，該方法考慮bot任務(wù)中每個(gè)作業(yè)在不同vm上的處理時(shí)間，有效的將作業(yè)安排在私有云或公有云上并安排至合適的vm上，從而在滿足預(yù)算的前提下最小化makespan。附圖說明圖1是本發(fā)明的計(jì)算流程示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的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：一種混合云環(huán)境下具有預(yù)算約束的bot任務(wù)的調(diào)度方法，(1)、按照預(yù)先設(shè)定的公有云數(shù)據(jù)及私有云數(shù)據(jù)總量，讀取bot任務(wù)的所有參數(shù)；其參數(shù)包括bot任務(wù)中每個(gè)作業(yè)中的不同vm類型的計(jì)算時(shí)間，每個(gè)vm類型的價(jià)格及公有云、私有云數(shù)據(jù)總量；(2)、基于根據(jù)步驟(1)讀取的參數(shù)通過調(diào)度算法確定所有作業(yè)的調(diào)度方案；調(diào)度方案包括針對(duì)vm類型的計(jì)算時(shí)間從小到大排列得到作業(yè)序列seq，將seq中的作業(yè)逐個(gè)安置到一個(gè)云和vm類型上，使得cmax的增長(zhǎng)量最小且滿足約束條件；(3)、按照步驟(2)的設(shè)定開始時(shí)間和vm類型創(chuàng)建vm實(shí)例然后啟動(dòng)vm并執(zhí)行各作業(yè)。根據(jù)上述概述，設(shè)定一個(gè)私有云cp0和m個(gè)公有云cp1,cp2,…,cpm.這些云平臺(tái)共提供了k個(gè)vm類型，分別為vm1,vm2,…,vmk.由cp0或者cp1,cp2,…,cpm提供的vmq(q＝1,2,…,k)可表示為vmq∈cp0或vmq∈cph。每個(gè)vmq(q＝1,2,…,k)都用兩個(gè)配置參數(shù)來描述(cpuq和memq)，分別表示該vm所能提供的cpu數(shù)量和內(nèi)存的數(shù)量。私有云的所有資源都是免費(fèi)使用的。公有云cph(h＝1,2,…,m)每個(gè)vmq∈cph的每小時(shí)單價(jià)。設(shè)定有n個(gè)bot任務(wù)a1,a2,…,an。每個(gè)任務(wù)ai(i＝1,2,…,n)都有di的數(shù)據(jù)并包含ti個(gè)作業(yè)ti1,ti2,…,titi。每個(gè)作業(yè)在vmq上的處理時(shí)間為rijq(i＝1,2,…,n,j＝1,2,…,ti,q＝1,2,…,k)。時(shí)間軸以1小時(shí)的粒度離散化。私有云具有有效的資源，且最大cpu數(shù)量和內(nèi)存數(shù)量可表示為cpu*和mem*。也就是說，在時(shí)間軸上的任何一點(diǎn)私有云上的所消耗的資源不能超過cpu*和mem*。所有的公有云都有無限的可用資源。設(shè)任務(wù)ai的完工時(shí)間為ci，時(shí)間軸的最大時(shí)間戳s＝maxi＝1,2,…,nci。設(shè)cij為作業(yè)tij的完工時(shí)間，故我們有ci＝maxj＝1,2,…,ticij(1)若作業(yè)tij被安排至cp0且放置于vmq開始時(shí)間為stij，那么cij可如下計(jì)算cij＝stij+rijq(2)定義如下3個(gè)決策變量xijq(i＝1,2,…,n,j＝1,2,…,ti,q＝1,2,…,k),yijhi＝1,2,…,n,j＝1,2,…,ti,h＝1,2,…,m和zijsi＝1,2,…,n,j＝1,2,…,ti,s＝0,1,…,s。xijq＝1表示作業(yè)tij安排至vmq,否則xijq＝0.yijh＝1表示作業(yè)tij被安排至cph，否則yijh＝0.zijs＝1表明作業(yè)tij被安排在cp0且開始時(shí)間為s，否則zijs＝0.基于這三個(gè)決策變量，我們有ci＝maxj＝1,2,…,ti,q＝1,2,…,k,h＝1,2,…,mxijqzijs(s+rijq)xijqyijhrijq(3)設(shè)所有bot任務(wù)的總預(yù)算為b，我們可以把此問題描述成整數(shù)規(guī)劃問題，即minimizethemakespan(cmax):cmax＝maxi＝1,2,…,nci(4)s.t.h＝0myijh＝1,i＝1,2,…,n,j＝1,2,…,ti(5)i＝1nq＝1kj＝1tizijsxijqcpuq≤cpu*,s＝0,1,…,s(6)i＝1nq＝1kj＝1tizijsxijqmemq≤mem*,s＝0,1,…,s(7)i＝1nj＝1tih＝1mq＝1kyijhxijqphqrijq≤b(8)實(shí)施例一：(1)信息讀取：設(shè)有兩個(gè)bot任務(wù)標(biāo)記a1,a2，每個(gè)任務(wù)包含2個(gè)作業(yè)，即a1＝{t11,t12}和a2＝{t21,t22}。cp0提供一個(gè)vm類型vm1和vm2，cp1提供兩個(gè)vm類型vm3和vm4。其配置和單價(jià)如表1所示表1vm類型的配置和單價(jià)vm類型cpu數(shù)量?jī)?nèi)存數(shù)量單價(jià)vm1110vm2220vm3333vm4444各作業(yè)在各vm類型上的處理時(shí)間如表2所示表2各作業(yè)在各vm類型上的處理時(shí)間作業(yè)vm1vm2vm3vm4t1112643t12241286t213618129t2248241612cp0的cpu總量和內(nèi)存總量分別為4和4，總預(yù)算為36。(2)作業(yè)調(diào)度：調(diào)度策略有兩步：1.將所有作業(yè)按照最佳vm類型上的處理時(shí)間，由小到大排列得到作業(yè)序列seq；2.將seq中的作業(yè)逐個(gè)安置到一個(gè)云和vm類型上，使得cmax的增長(zhǎng)量最小且滿足公式(5)-(8)的約束條件。顯然，第一步的結(jié)果為seq＝(t11,t12，t21,t22)。第二步的過程和結(jié)果如表3所示表3作業(yè)的處理過程和結(jié)果處理作業(yè)vm類型云開始時(shí)間剩余預(yù)算cmaxt11vm4cp10243t12vm4cp1006t21vm2cp00018t22vm2cp00024(3)作業(yè)執(zhí)行：按照表2的開始時(shí)間和vm類型創(chuàng)建vm實(shí)例然后啟動(dòng)vm并執(zhí)行各作業(yè)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12