本文選題：云計算 + 服務質量�。� 參考：《北京工業(yè)大學》2014年碩士論文

【摘要】：云計算是從分布式計算、并行計算和網格計算進一步發(fā)展而來的基于互聯網的新的服務模式。許多知名的IT公司如Google，Microsoft， IBM， Amazon等都在進行云計算方面的研究，開發(fā)出的應用平臺有的也已經投入商業(yè)運營。 任務調度是云計算領域所要研究的核心問題，主要研究最優(yōu)的任務分配策略，即如何將任務最優(yōu)地分配到云系統(tǒng)管理的資源上執(zhí)行，以使得任務得到均衡的分配或使得每個任務的執(zhí)行代價降到最低或系統(tǒng)的總體性能達到最優(yōu)。當前，任務調度的方法主要針對的目標包括處理時間、系統(tǒng)負載、經濟原則等，在以上研究工作的基礎上，針對云計算提供強大并行處理能力的本質和特征，本文分別從服務質量的可靠性、響應時間出發(fā)研究出新的任務調度方法，主要研究工作包括以下幾個方面： 1、從目前具有一般特征的云計算系統(tǒng)框架出發(fā)，建立云計算任務調度的抽象系統(tǒng)模型，特別是抽象系統(tǒng)模型中各組件的數學模型。該系統(tǒng)模型將云計算系統(tǒng)抽象成用戶、調度器、計算節(jié)點三個層面：各個用戶彼此獨立地產生任務，服從泊松分布；調度器從用戶接受任務，把任務分解成任務分片后發(fā)送到相應計算節(jié)點上執(zhí)行；計算節(jié)點執(zhí)行任務分片，并將每個計算節(jié)點看作一個M/G/1排隊系統(tǒng)。 2、在抽象系統(tǒng)模型的基礎上，以博弈論為工具，建立以可靠性為目標的任務調度方法。可靠性，即計算節(jié)點的計算能力提供的穩(wěn)定性。該方法以計算節(jié)點上穩(wěn)定狀態(tài)的提供能力為目標，以調度器上的任務分片策略為博弈策略，確定系統(tǒng)中各個調度器的任務分片方案。通過與均衡任務調度方法比較可以看出，在計算節(jié)點計算能力均衡或不均衡、不同系統(tǒng)規(guī)模、不同系統(tǒng)負載的情況下，該任務調度算法都能使系統(tǒng)具有較高的可靠性，同時該算法具有計算速度快的優(yōu)點且能使各個調度器都能獲得公平的機會。 3、在抽象系統(tǒng)模型的基礎上，以調節(jié)熵函數法為工具，建立以響應時間為目標的任務調度方法。調度器將任務分解成任務分片以后發(fā)送到計算節(jié)點上并行執(zhí)行，該方法將任務的各個任務分片執(zhí)行最長的時間作為該任務的響應時間，每個調度器對任務進行分解調度時，，總是以任務的響應時間最小為目標建立數學模型。通過調節(jié)熵函數法，我們給出該模型的解并以此為基礎設計出任務調度方法。實驗表明，該算法優(yōu)于均衡算法且該算法下的響應時間明顯低于博弈算法；同時發(fā)現，比均衡算法目標函數值較優(yōu)的博弈算法在并行時并不一定具備優(yōu)勢。
[Abstract]:Cloud computing is a new service model based on Internet which is developed from distributed computing, parallel computing and grid computing. Many well-known IT companies such as Google Microsoft, IBM, Amazon and so on are conducting cloud computing research, and some of the developed application platforms have been put into commercial operation. Task scheduling is the core problem in cloud computing field. It mainly studies the optimal task allocation strategy, that is, how to allocate tasks to the resources of cloud system management. In order to achieve a balanced assignment of tasks or minimize the execution cost of each task or optimize the overall performance of the system. At present, task scheduling methods mainly aim at processing time, system load, economic principles, etc. On the basis of the above research work, it aims at the essence and characteristics of cloud computing to provide powerful parallel processing capability. In this paper, a new task scheduling method is developed from the reliability and response time of QoS. The main research work includes the following aspects: 1. Based on the general cloud computing system framework, the abstract system model of cloud computing task scheduling is established, especially the mathematical model of each component in the abstract system model. The system model abstracts the cloud computing system into three layers: user, scheduler and compute node: each user generates tasks independently from each other, and the scheduler accepts tasks from users. The task is partitioned and sent to the corresponding computing node, which executes the task partition and treats each computing node as a M/G/1 queueing system. 2. Based on the abstract system model and game theory, a task scheduling method with reliability as its goal is established. Reliability is the stability provided by the computational power of the computing node. The aim of the method is to calculate the ability to provide stable state on the node, and the task partitioning strategy on the scheduler is used as the game strategy to determine the task partitioning scheme of each scheduler in the system. By comparing with the balanced task scheduling method, it can be seen that the task scheduling algorithm can make the system more reliable under the conditions of balanced or unbalanced computing power, different system size and different system load. At the same time, the algorithm has the advantages of fast computation and fair opportunity for all schedulers. 3. On the basis of abstract system model, a task scheduling method with response time as its target is established with the method of adjusting entropy function as a tool. The scheduler decomposes the task into pieces and sends them to the computing node for parallel execution. The method takes the longest time to execute each task as the response time of the task. When each scheduler decomposes the task, A mathematical model is always built with the aim of minimizing the response time of a task. By adjusting the entropy function method, we give the solution of the model and design a task scheduling method based on it. The experimental results show that the algorithm is superior to the equalization algorithm and the response time of the algorithm is obviously lower than that of the game algorithm. At the same time, it is found that the game algorithm which is better than the objective function of the equalization algorithm is not necessarily superior to the game algorithm in parallel.
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.09;TP301.6

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本文編號：1960174