[发明专利]基于网络带宽估计的云计算任务调度方法

权利要求书

1. 一种基于网络带宽估计的云计算任务调度方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一：计算节点动态监控节点网络带宽，并定时向管理节点报告带宽信息；管理节点计算分析节点的平均带宽，并为每个机架选举一个合适的计算节点以测量机架之间的带宽；被选举的计算节点执行可用带宽估计程序，并将带宽估计结果向管理节点汇报；管理节点分析机架间的平均带宽；

步骤二：计算节点完成任务后，向管理节点请求新的任务；管理节点更新本地任务计时器和机架任务计时器，并根据空闲计算节点的到达强度，计算数据中心的工作负载；

步骤三：管理节点扫描任务池中的任务，优先调度数据在当前空闲计算节点本地硬盘的任务，若不存在这样的任务，则计算延迟等待窗口，并根据窗口大小做出调度决策；

步骤四：管理节点根据调度结果将本地任务计时器或机架任务计时器清零。

2. 根据权利要求1所述的基于网络带宽估计的云计算任务调度方法，其特征在于：所述步骤一中所述的可用带宽为系统实时采集的数据，计算节点每隔3秒钟利用操作系统的网络命令采集网络适配器的使用情况，并计算出可用带宽；管理节点收到来自各计算节点的带宽信息后，先将其存入内存和数据库，再求各计算节点最近一分钟内带宽均值，然后统计所有计算节点带宽最近一分钟内带宽均值，最后清理内存中的过期数据；管理节点每隔1分钟为每一个机架选择带宽最大的计算节点；被选择的计算节点两两之间利用可用带宽估计程序估计可用带宽，并将结果发送给管理节点；管理节点统计机架间带宽信息，并求出机架间可用带宽的均值。

3. 根据权利要求1所述的基于网络带宽估计的云计算任务调度方法，其特征在于：所述步骤二中所述的本地任务计时器和机架任务计时器是两个数值，分别记录当前时刻和上次计时器清零时刻的时间间隔；数据中心的工作负载是计算节点请求任务的频率；计算节点请求任务的频率越高表示工作负载越低，反之亦然；计算节点请求任务的频率通过统计的方法求得；每当一个计算节点空闲，该计算节点向管理节点请求新的任务，管理节点记录当前的时间点，并统计1分钟时间内请求任务的计算节点的个数，从而得到计算节点请求任务的频率。

4. 根据权利要求1所述的基于网络带宽估计的云计算任务调度方法，其特征在于：所述步骤三中所述的延迟等待窗口由面向分层网络拓扑的延迟调度模型求得，延迟等待窗口分为本地延迟等待窗口和机架延迟等待窗口两种；调度器先根据数据中心的工作负载和网络带宽信息，结合面向分层网络拓扑的延迟调度模型，计算本地延迟等待窗口和机架延迟等待窗口的值，对于当前请求任务的计算节点来说，若任务池中的任务K所需的数据在该节点上，则将任务K调度到该计算节点；否则判断本地计时器是否小于本地延迟等待窗口，若小于，则不作任何调度；否则检查任务池中是否有任务所需的数据在该计算节点所在的机架上，若能找到这样的任务，则将该任务调度到该计算节点；若找不到合适的任务，则判断本机架计时器是否小于机架延迟等待窗口，若小于，则不作任何调度；否则随机选择一个任务到该计算节点。

5. 根据权利要求1所述的基于网络带宽估计的云计算任务调度方法，其特征在于：所述步骤四中所述的理节点根据调度结果将本地任务计时器或机架任务计时器清零是指若调度了一个任务且该任务所需的数据在计算节点本地硬盘，则将本地任务计时器和机架任务延时计时器清零；指若调度了一个任务且该任务所需的数据在计算节点所在的机架其他节点，则将机架任务延时计时器清零；若调度的任务的数据在其他机架，则不清零；若不作调度，则不清零。