[发明专利]基于马尔科夫链的网格服务质量调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在网格环境下的任务流的调度方法，具体地说是一种基于马尔科夫链的网格服务质量调度方法。

背景技术

随着网格技术的进步和需求的增加，网格计算已全方面迈向基于服务的时代。网格计算的主要研究的问题是如何利用广域的、多管理域的网格资源，在动态虚拟组织间实现跨地域的系统工作和资源共享。因此，为了能更有效的利用网格计算环境中的海量异构资源以便在尽量短的时间内正确高效地完成相应的科学计算应用，网格任务调度成为网络技术中一类重要的难题。所谓的网格任务调度就是将分布在不同地理位置上的计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、和知识资源等通过Internet整合成一台巨大的超级计算机，实现各种资源的全面共享。网格技术的关键是资源的管理，即有效的分配和使用网格资源。

网格构建与大规模的分布式环境之上，由于网格环境通常具有动态性与自治性，任务执行时间等参数可能随着时间推移动态变化。一个优秀的网格任务调度算法需要在适应上述网格环境特点的同时，保证用户提出的服务质量（Quality of Service ，简称QoS）需求，并且最大化网格系统的效用，使得用户乐意为网格付费、或将自己的资源在网格系统上共享。

本算法能够在保证用户QoS的前提下，最大化网格系统的效用，将促进网格经济意义的发挥。

发明内容

为了有效的分配和使用网格资源。本发明的目的是提供一种基于马尔科夫链的网格服务质量调度方法，该方法为了保证用户提出的QoS需求，并且最大化网格系统的效用，使得用户乐意为网格付费、或将自己的资源在网格系统上共享，提高了网格的使用效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于马尔科夫链的网格服务质量调度方法，其特征在于：该方法在保证用户的服务质量需求的同时，最大化网格系统的效用，具体步骤如下：

1 ）分析用户的服务质量需求，分配满足其服务质量需求的资源；

2） 按照用户满意度分配满足其服务质量参数的资源，确定每个任务的服务质量等级；

3） 启动监听进程，监听是否所有用户的服务质量等级一直得到满足；

如果降级了，则计算出所有能够满足任务服务质量等级的级数，并按照设定的概率公式升级，如果升级成功，则返回真；否则，每隔固定的时间，重复升级过程，一直到升级成功，满足用户服务质量需求；概率公式为：

4） 如果达到阀值次数，仍未升级成功，则返回失败，结束任务。

本发明首先对网格QoS调度进行形式化描述。设网格系统包含有N个服务资源。每一个资源n所对应的一组可执行任务可形式化定义为，其对应的效用值可定义为。效用值可由效用函数计算得到。当每个终端选定其任务的QoS等级时，我们称系统处于某个状态

其中

                      （1）

本发明中将效用函数定义为连续二次可微函数将网格QoS调度问题可形式化为MU：

                    （2）

其中，为当系统处于状态s时，任务的QoS等级。为系统处于状态s的概率。

本发明通过对网格中的每个终端确定其QoS等级，并动态保证其QoS需求，从而尽可能最大化网格系统的效用（或报酬）。以激励资源提供者来贡献更多的优质资源服务于网格。

该方法通过分析计算用户的QoS需求，确定用户QoS的等级，不断的监听用户QoS等级的变化，如果用户的QoS等级有所下降，则通过构造一个可逆马尔科夫链来渐进逼近最优解，从而重新计算出能够满足任务的QoS等级的级数，并按照概率公式进行升级。若不成功则按照一定的时间频率重复升级直至成功。如若达到一定的阈值次数还未成功则返回失败。

对于任意的非负及向量，当为连续二次可微函数时，以上最优化问题存在最优解，且其最优解为乘积解。

对于任意一个密度函数为*的概率分布，至少存在一个时间连续的、状态遍历的可逆马尔科夫链，其稳定分布概率同样为*，反之，对于任意一个时间连续的、状态遍历的可逆马尔科夫链，其稳定分布概率均可以由*形式的乘积解来表示。

通过本发明能有效的分配和使用网格资源。本发明能保证用户提出的QoS需求，并且最大化网格系统的效用，使得用户乐意为网格付费、或将自己的资源在网格系统上共享，提高了网格的使用效率。

本发明通过马尔科夫链对网格控制系统进行动态预测，保障用户的QoS需求，从而进行网格任务调度。

附图说明