丁道建

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，互聯(lián)網(wǎng)的廣泛開發(fā)使用，是人類近代史上最值得驕傲的事情之一。當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，云計(jì)算的出現(xiàn)為很多領(lǐng)域提供了便利條件，如超大數(shù)據(jù)的計(jì)算、預(yù)測(cè)天氣、未來市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)等。云計(jì)算是一種高性能、低成本的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式，為客戶提供云計(jì)算服務(wù)，使計(jì)算能力富有商品化氣息。目前云計(jì)算雖然取得了不錯(cuò)的成果，但其在進(jìn)行調(diào)度計(jì)算時(shí)常常忽略時(shí)間與可靠性方面的影響，為了呈現(xiàn)出更完美的云計(jì)算模式，相關(guān)研究人員應(yīng)加大此方面研究力度。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算環(huán)境；時(shí)間；可靠性；調(diào)度策略

如今社會(huì)漸漸步入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展也極其迅速，龐大的數(shù)據(jù)量導(dǎo)致單個(gè)計(jì)算機(jī)計(jì)算系統(tǒng)負(fù)荷過重，而Agent系統(tǒng)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題，如今分布式計(jì)算遍布各個(gè)領(lǐng)域，在其中發(fā)揮了巨大的數(shù)據(jù)處理作用。當(dāng)下系統(tǒng)通常由于數(shù)據(jù)的龐大、復(fù)雜呈現(xiàn)出分布式特點(diǎn)，而Agent可以將多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)結(jié)合，同時(shí)完成多個(gè)計(jì)算任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的快速處理和精準(zhǔn)計(jì)算。雖然Agent可以很好的完成大數(shù)據(jù)處理任務(wù)，但是往往客戶提出的任務(wù)和相關(guān)服務(wù)需求，需要Agent進(jìn)行調(diào)度策略的選擇，從而找到最快速、最有效的方法。

1 云計(jì)算基本概念

云計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)普遍應(yīng)用下的產(chǎn)物，也是基于互聯(lián)網(wǎng)之外的附加服務(wù)，云計(jì)算作為一種虛擬資源，通常需要互聯(lián)網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展服務(wù)，與互聯(lián)網(wǎng)有著不可分割的關(guān)系。很久之前，云是電信網(wǎng)的代名詞，如今云作為互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)的比喻說法，能夠?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)與基礎(chǔ)設(shè)施的抽象關(guān)系進(jìn)行有序整理。因此云計(jì)算具有超強(qiáng)大的計(jì)算能力，甚至可以完成每秒10億次的運(yùn)算任務(wù)，用戶只需要將數(shù)據(jù)通過手機(jī)、電腦等通訊設(shè)備輸入數(shù)據(jù)中心，按照云計(jì)算的提示，根據(jù)自身需求進(jìn)行計(jì)算即可[1]。

當(dāng)今社會(huì)一直沒有對(duì)云計(jì)算做出精準(zhǔn)的定義，云計(jì)算的相關(guān)解釋甚至多大百種以上，目前較受大家接受的是，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院對(duì)于云計(jì)算的定義：云計(jì)算是一種商品化服務(wù)，為客戶提供方便、快捷的網(wǎng)絡(luò)訪問需要按照使用量付費(fèi)。云計(jì)算具有相當(dāng)龐大的計(jì)算資源共享池，其操作方式簡(jiǎn)單，用戶只需要簡(jiǎn)單操作下就可以快速、準(zhǔn)確的獲取自己需要的資源。

2 基于時(shí)間和可靠性的調(diào)度策略

一個(gè)完整、高效率的計(jì)算系統(tǒng)，不僅要擁有完美的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)控制調(diào)度策略也是非常重要的一部分?？刂普{(diào)度策略發(fā)揮著與人腦同樣的作用，支配著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，其工作效率直接影響到系統(tǒng)完成任務(wù)的速度與質(zhì)量。將調(diào)度策略建立在時(shí)間與可靠性的基礎(chǔ)上，有利于找到最完美的調(diào)度策略。系統(tǒng)具有自動(dòng)劃分任務(wù)與計(jì)算節(jié)點(diǎn)的功能，當(dāng)全局Agent對(duì)執(zhí)行Agen發(fā)出任務(wù)后，Agen會(huì)對(duì)任務(wù)的特點(diǎn)以及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，并將任務(wù)合理分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，共同完成計(jì)算[2]。

（一）系統(tǒng)模型相關(guān)假設(shè)

1.執(zhí)行Agen將任務(wù)分別發(fā)送至各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)后，計(jì)算節(jié)點(diǎn)馬上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成后，將最終結(jié)果發(fā)送給執(zhí)行Agen。

2.在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)有一定的故障率，以及處理故障的能力，此現(xiàn)象不會(huì)與外部產(chǎn)生任何關(guān)系，各節(jié)點(diǎn)故障均具有相互獨(dú)立的特點(diǎn)。

3.通信信道與計(jì)算節(jié)點(diǎn)特點(diǎn)相似，均有與外部環(huán)境無關(guān)、相互獨(dú)立的故障率與故障處理能力。

4.EB中的子任務(wù)處理是按照先后順序進(jìn)行的，子任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間與任務(wù)復(fù)雜程度成正比，與計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理速度成反比。

5.不論是全局Agen或是執(zhí)行Agen，其處理任務(wù)的能力絕對(duì)可靠，執(zhí)行時(shí)間可忽略不計(jì)

（二）服務(wù)時(shí)間與服務(wù)可靠性

假設(shè)用戶給全局Agen下達(dá)的任務(wù)為ひ，執(zhí)行Agen將此任務(wù)分為m個(gè)可單獨(dú)執(zhí)行的子任務(wù)，在對(duì)子任務(wù)進(jìn)行劃分，分為h個(gè)EB模塊，并保證每個(gè)模塊中至少有一個(gè)子任務(wù)，將模塊定義為?i，彼此互相獨(dú)立，可得到以下公式：

完成模塊的劃分后，對(duì)每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)分發(fā)子任務(wù)，已知有g(shù)（g≥h）個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，以Ω作為節(jié)點(diǎn)集進(jìn)行定義，將Ω分為h個(gè)互相獨(dú)立的計(jì)算節(jié)點(diǎn)子集ωi，則可得到以下公式：

計(jì)算節(jié)點(diǎn)或者通信信道在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，發(fā)生故障的幾率幾乎相同，因此可以認(rèn)為EB任務(wù)集在節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的時(shí)間為無窮大[3]。

3 調(diào)度策略與求解

（一）調(diào)度策略

由于每個(gè)用戶的要求不同，因此需要進(jìn)行策略選擇，目前比較常用的是最長服務(wù)時(shí)間與最低服務(wù)可靠性兩種。

當(dāng)客戶對(duì)于完成任務(wù)的時(shí)間有一定要求時(shí)，通常最長時(shí)間為θ，此時(shí)系統(tǒng)必須保證平均服務(wù)時(shí)間ω不能大于顧客規(guī)定的最長時(shí)間θ。執(zhí)行Agent的任務(wù)就是在保證平均時(shí)間小于最大時(shí)間的前提下，找到最合理的分配方式，將服務(wù)可靠度R提升至最高。

而如果客戶要求任務(wù)的可靠性時(shí)，同樣會(huì)給定一個(gè)最低可靠性

Rmin，此時(shí)對(duì)系統(tǒng)的提出的條件是，必須保證任務(wù)處理的可靠性大于等于顧客給定的最低可靠性，執(zhí)行Agent的任務(wù)是保證服務(wù)可靠性R≥Rmin的前提下，找到最佳調(diào)度策略，使平均服務(wù)時(shí)間最短[4]。

（二）求解調(diào)度策略

根據(jù)調(diào)度策略結(jié)果，決定最佳任務(wù)劃分以及資源分配方式是目前最好的方式之一，由于此種解法屬于組合優(yōu)化類，因此可以使用模擬退火算法進(jìn)行最佳方式選取。模擬退火算法最常見的計(jì)算方式是：給定一個(gè)“較高的處溫”，結(jié)合概率的突跳特性與溫度逐漸下降的參數(shù)，在整個(gè)系統(tǒng)中尋找最合適的解決方法。

4 結(jié)語

當(dāng)下，云計(jì)算在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，已經(jīng)成為各界人士研究的熱點(diǎn)，其中調(diào)度策略作為最影響云計(jì)算技能的因素之一，更是受到廣泛關(guān)注。用戶對(duì)于任務(wù)的要求一定與自身利益緊密相關(guān)，云計(jì)算對(duì)于用戶要求的執(zhí)行度，直接關(guān)系到用戶自身利益，同時(shí)也關(guān)系到云計(jì)算服務(wù)質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)云服務(wù)提供商和用戶自身的經(jīng)濟(jì)效益都有很大影響，對(duì)促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有不同的意義，因此應(yīng)加大對(duì)云計(jì)算調(diào)度策略的研究。

參考文獻(xiàn)

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[2]閆歌，于炯，楊興耀.基于可靠性的云工作流調(diào)度策略[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2014，（05）03：673-677.

[3]王勇，劉美林，李凱，等 云環(huán)境下基于可靠性的均衡任務(wù)調(diào)度算法研究[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué)，2015，S1：325-331.

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