[发明专利]一种基于费用的云计算任务调度方法

摘要

本发明公开一种基于费用的云计算任务调度方法，通过把云计算系统建模成非合作博弈模型，使调度器作为非合作博弈的参与者，调度器发出的任务执行后需要的费用作为非合作博弈的目标，从而使云计算系统运行任务时产生的费用降低。

主权项

1.一种基于费用的云计算任务调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：系统建模云计算系统中有1个用户，n个调度器和m个计算节点，用户独立产生任务且任务产生速率服务泊松分布。任务到达调度器i的速率为λ_i，调度器把任务调度给计算节点j的比例是a_ij，计算节点j处理任务的平均速率为u_j。有以下约束条件：步骤2：构造云计算系统的费用模型云计算节点可以看做M/G/1排队系统，任务在计算节点的处理时间包括服务时间和等待时间，他们的计算公式分别为：其中，是计算节点j的平均服务时间，是计算节点j的服务时间的二次矩，λ_k是调度器k的任务达到速率。任务在计算节点上执行的费用包括等待时产生的费用和服务时产生的费用。根据费用公式：u_p＝c_p·p·T，其中c_p是单位能耗的费用，p是系统容量，T是时间，带入公式4和公式5，得到云计算费用公式：步骤3：定义非合作博弈模型把调度器看做非合作博弈模型的参与者，由某个特定调度器调度出去的任务消耗的费用作为该调度器的目标，调度器之间互相独立地竞争，使各自的目标费用最低。目标函数可以由以下公式定义：步骤4：纳什均衡证明使用公式7作为目标函数的博弈模型能达到纳什均衡，因为公式7是连续、凸的递增函数，即：步骤5：求解纳什均衡解调度器i的平均任务费用为：引入变量u_ji代表计算节点j留给调度器i的可用计算能力：讲公式9带入公式8得到：其拉格朗日算子：令得到步骤6：算法求解过程根据计算能力对计算节点进行排序，使u_p1i≤u_p2i≤…≤u_pmi，其中，计算d_i:1≤d_i≤m是满足如下公式的最大整数：计算α，α由以下公式求出：求出α后可由公式13计算出a_ij。