[发明专利]一种云计算系统中任务调度与资源配置的通用方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟化云领域，特别地，涉及一种云计算系统中任务调度与资源配置的通用方法。

背景技术

云计算是一种动态提供计算资源的新型计算模式。它通常依托于采用虚拟化技术的数据中心，以实现资源的动态整合与环境隔离。云计算中的虚拟化技术，将一台物理主机动态地划分为多个可独立提供计算服务的虚拟机，以提高资源的利用率和成本效益。

云是一个巨大的资源库，其中的资源可以被动态分享，因此可有效提高资源利用率，从而提高云供应商的利润。但是，只追求高资源利用率将不可避免地影响云计算系统的服务质量，比如用户请求的响应时间。因此，云供应商希望使用尽可能少的资源来满足尽可能多的用户请求，并同时保证服务质量。否则，将使得资源得不到有效利用，导致利润降低，或者因为服务质量差而损失大量用户。因此，如何提高资源利用率并保证服务质量，任务调度和资源配置是关键所在。

目前，越来越多应用已被部署在云中，涉及学术界和工业界等许多不同领域。值得该注意的是，不同的应用可能具有不同的任务类型。例如，一个分析生物基因组定位的应用包括多个从基因序列推断的结果，它们可以被以逻辑的形式表示为多个任务，我们称这种任务为相关任务。然而，像网页请求这样的任务是典型的独立任务。另外，像天气预报和医学仿真这样的应用通常具有时间截止期，如果不能满足时限要求，其结果可能变得不可用，这类任务称之为实时任务。而对数据爬取这类应用，对完成时间不敏感，所以其任务为非实时任务。

从调度管理目标的角度来讲，用户和云往往有多个不同的目标。除了管理服务等级协议(Service Level Agreement，SLA)这一目标外，云提供商尤其会关注与数据中心基础设施管理有关的目标。例如，以容错作为目标，任务在被分配时考虑在系统发生故障时对系统性能的影响最小；或是以节能作为目标，资源在执行某一应用时应尽量少地消耗系统能量。另外，一些任务调度和资源配置同时考虑多个目标，例如同时考虑最小化调度完成时间、最小化能量消耗、满足计算资源限制等等。

然而，大多数现行调度策略或算法只针对某一类特定情形，例如针对某一目标，调度依赖任务或独立任务，在云环境中缺乏通用性和普适性。针对现有技术中调度策略和资源配置方法通用性差的问题，目前尚无有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种云计算系统中任务调度与资源配置的通用方法，可以调度虚拟化云中任何类型的任务或多种任务的动态组合，提高了任务调度与资源配置方法的通用性。

基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种云计算系统中任务调度与资源配置的通用方法，包括：

从任务调度与资源配置通用框架中获取已到达的任务信息，并根据所述任务信息确定应该选中的至少一个调度目标；

获取虚拟化云的物理主机信息，根据物理主机信息、任务信息与调度目标调用特定算法，创建虚拟机，并将任务分配到虚拟机上执行；

持续监视所有被分配任务的状态信息，并根据被分配任务的状态信息对虚拟机进行资源动态配置；

完成全部任务并返回任务结果。

其中，已到达的任务信息包括：已到达的任务是独立任务还是依赖任务、已到达的任务是实时任务还是非实时任务、已到达的任务是周期性任务还是非周期性任务、已到达的任务是优先任务还是非优先任务。

独立任务指没有数据和控制依赖；依赖任务指在任务之间存在控制依赖关系或存在偏序关系的任务；实时任务指有截止期限的任务；非实时任务指无截止期限的任务；周期性任务指两个相邻任务之间的间隔时间是一个常数的任务；非周期性任务指不能预先获知到达时间的任务；优先任务指享有优先处理权的任务；非优先任务指不享有优先处理权的任务。

调度目标至少包括以下之一：服务等级协议、节能、可靠性、不确定性；根据任务信息确定应该被选中用来调度新到达任务的至少一个调度目标，即根据任务信息在服务等级协议、节能、可靠性、不确定性中确定一个或多个作为调度目标。

服务等级协议为云供应商和用户之间的服务合同，服务至少包括以下之一：响应时间、处理精度、成本；不确定性主要针对对系统调度精度有高要求的应用。

根据被分配任务的状态信息对虚拟机进行资源动态配置，当任务不能通过使用当前活跃主机在期望时间内被完成时，将创建新虚拟机来完成该任务，其中，创建虚拟机可以通过启动一台主机并在上面创建一个虚拟机或是合并现有虚拟机并增加一个虚拟机来完成。