[发明专利]一种面向光矩阵网络的资源任务调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种云计算系统的任务调度，更特别地说，是指一种面向光矩阵网络的资源任务调度方法。

背景技术

云计算(Clond Computing)是网格计算(Grid Computing)、分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(Utility Computing)网络存储(Network Storage Technologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。Clond Computing的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减少用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。

云计算(Clond Computing)的体系结构中，云计算分为四层：物理资源、资源池、管理中间件、SOA层。参考《云计算应用技术》，万川梅，第10页，2013年8月第1版。云计算体系结构图下文为图1所示，中间件管理层主要负责资源的管理、任务的调度、用户管理和安全管理等。其中，资源的调度问题是资源管理中的核心问题。

当前，随着云计算的应用和发展，作为云的支撑基础的数据中心的规模也在逐渐增大。为了实现网络的灵活组网，提高资源的利用率，数据中心往往采用光交换矩阵来连接设备，以实现设备之间的连通。而光矩阵的加入，使得物理网络具有不确定性，不同设备的同种类型端口之间均可认为能实现连通。当设备的数量成千上万时，如何调度物理资源以快速准确地实现用户需求，是最基础也是最核心的问题之一。现有的方法主要为两种：

1)通过算法实现找到可满足条件的设备及端口(一般为多个)，人工对当前物理网络的状态进行判断，以选择合适的设备，再按照这种模式继续匹配其他的设备，以满足节点和边的限制约束及网络拓扑属性。这个过程需要人脑通过对物理网络的判断加以选择，这个选择费时费力，且不能保证正确性。

2)基于子图同构的思想，按照广度优先的方式来搜索物理网络中可满足条件的物理子网，会不断地回溯以找到合适的节点及链路。同时，在搜索满足条件的物理子网时，需要对不确定的物理网络的拓扑的多样性进行分析，这个过程使得问题变得更加复杂。在这种情况下，需要研究人员来寻找改进的突破点，以提高正确率和效率。

上述两种方法均存在时间复杂度过高，不适合现有云计算中对资源的调度。

光传输交换平台(又称为光矩阵)是视频监控系统的新型产品。光传输交换平台不是模拟矩阵，而是包括了传统(视频、数据)光端机+模拟矩阵+视频编解码器+视频综合管理软件+光端机网管软件等众多功能的设备，其交换不是通过模拟电开关实现，而是采用全数字光纤传输与交换的方式来实现。光传输交换平台与普通的一体化矩阵、模块化矩阵在系统组网、设备配套，系统可扩性、系统可靠性等方面均有不同。作为多输入输出端口的光矩阵设备，如何快捷地实现云计算系统中资源的自动化调度，是亟待解决灵活组网的问题。

发明内容

本发明提出了一种可应用于通过光矩阵设备实现灵活组网的云数据中心的资源任务调度的方法，该方法基于虚拟网络映射技术，运用贪婪策略优先映射非占用端口多的虚拟设备，以完成设备映射；然后再依赖于光矩阵设备的属性优势，快速完成虚拟设备之间的链路映射，从而找到满足用户需求的物理子网络。在云计算中，由于存在光矩阵设备，导致了云计算中共享的物理网络具有多样性，本发明方法能够更快捷地实现资源的自动化调度，且保证了正确率，使得云数据中心的工作人员的工作量得以降低。

本发明是一种面向光矩阵网络的资源任务调度方法，所述资源任务调度方法包括有下列四个步骤：

步骤一：将云计算体系中的网络设备与光矩阵设备进行组网；

所述云计算体系中的网络设备是光矩阵设备、路由器、服务器和/或交换机；

步骤二：依据用户需求生成虚拟请求网络；

步骤三：生成与虚拟请求网络逻辑同构的物理子网；

步骤四：将步骤三获得的物理子网反馈给用户；