本文關鍵詞：云機器人平臺下面向服務質量的任務調度策略研究

  更多相關文章： 云機器人 云管理平臺 任務調度 批調度 在線調度 服務質量

【摘要】：隨著云計算技術的快速發(fā)展,云機器人已成為家庭服務機器人的重點研究方向之一。機器人在任務執(zhí)行過程中,根據(jù)用戶需要會向云端發(fā)送多種任務請求;在多機共存環(huán)境下,多個機器人也會在同一時間段向云端發(fā)送不同的請求。因此,如何實時、高效地對用戶任務進行調度,是云機器人系統(tǒng)中亟待解決的核心問題,具有重要的理論意義和實際價值。本文針對山東大學服務機器人實驗室環(huán)境的特點,搭建了 一個小型的IaaS(Infrastructure as a Service)類云管理平臺,實現(xiàn)了對一定量基礎設施的管理與監(jiān)控。其次深入研究了云環(huán)境中的任務調度問題,針對批模式和在線模式分別設計了相應的調度策略。本文的工作主要可分為以下幾個部分:(1)云管理平臺CloudStack的搭建。隨著實驗室環(huán)境中基礎設施數(shù)量的逐漸增多,為了實現(xiàn)統(tǒng)一管理與監(jiān)控,本文選用了功能與界面都相對友好、安裝難易程度可接受且開源的CloudStack為基本框架,完成了小型IaaS類私有云平臺的搭建。其中,一臺物理機充當管理節(jié)點并配置了 MySQL數(shù)據(jù)庫、開啟了 NFS(Network File System)服務作為主存儲使用,另一臺作為KVM(Kernel-based VirtualMachine)宿主機使用。管理節(jié)點統(tǒng)一處理用戶請求,借助MySQL記錄系統(tǒng)中的各類信息并監(jiān)控計算節(jié)點、存儲和VM(Virtual Machine)等的狀態(tài),幫助管理員和用戶了解當前整個系統(tǒng)中各部分的運行情況,方便應對突發(fā)狀況。計算節(jié)點從管理節(jié)點處獲得相關信息并最終完成用戶請求。功能測試表明:該系統(tǒng)運行正常且可以順利完成相應功能,為來訪用戶提供計算與存儲資源。(2)研究云環(huán)境中任務的批調度模式并設計相應的調度策略。針對云環(huán)境中的大量用戶任務,提出了一種面向服務質量的靜態(tài)多任務混合調度算法。該算法考慮了任務在不同資源節(jié)點上的執(zhí)行差異,將該差異與自定義的優(yōu)先級相結合得到任務權重。具體執(zhí)行過程中,以任務權重由高到低形成分配順序,并結合貪婪算法的基本思想來避免負載失衡。仿真結果表明,該算法能夠處理實際云環(huán)境中任務多且復雜的情況,可有效提高云機器人系統(tǒng)的系統(tǒng)性能與服務質量。(3)研究云環(huán)境中任務的在線調度模式并設計相應的調度算法。針對云環(huán)境中用戶任務到達的不確定性,提出了一種面向服務質量的動態(tài)改進蟻群算法。該算法以任務的動態(tài)到達為基礎,以任務的到達時間及各任務對資源的需求量來衡量優(yōu)先級的高低;在任務分配過程中,又綜合考慮了節(jié)點固有執(zhí)行能力、當前負載情況等多種因素。仿真結果表明該算法能夠適應動態(tài)的云計算環(huán)境,在順利完成用戶任務的前提下明顯提高了負載均衡能力和服務質量。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242;TP3

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 劉景泰;張森;孫月;;面向智能家居/智慧生活的服務機器人技術與系統(tǒng)[J];集成技術;2016年03期

2 HE Hua;XU Guangquan;PANG Shanchen;ZHAO Zenghua;;AMTS:Adaptive Multi-Objective Task Scheduling Strategy in Cloud Computing[J];中國通信;2016年04期

3 張煥青;張學平;王海濤;劉彥涵;;基于負載均衡蟻群優(yōu)化算法的云計算任務調度[J];微電子學與計算機;2015年05期

4 鄧先瑞;李春艷;齊偉;;基于負載均值的云調度算法研究[J];唐山師范學院學報;2015年02期

5 田國會;許亞雄;;云機器人:概念、架構與關鍵技術研究綜述[J];山東大學學報(工學版);2014年06期

6 周發(fā)超;王志堅;葉楓;;一種新型的云任務調度算法研究[J];中國科學技術大學學報;2014年07期

7 馮宇飛;;試論云計算中的關鍵技術[J];網(wǎng)絡安全技術與應用;2013年08期

8 王永貴;韓瑞蓮;;基于改進蟻群算法的云環(huán)境任務調度研究[J];計算機測量與控制;2011年05期

9 田國會;李曉磊;趙守鵬;路飛;;家庭服務機器人智能空間技術研究與進展[J];山東大學學報(工學版);2007年05期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 周水清;基于IaaS的云計算平臺的研究與實現(xiàn)[D];東華大學;2016年

2 吳穎飛;基于負載均衡和任務超時率的任務調度研究[D];西南交通大學;2013年

3 王霄飛;基于OpenStack構建私有云計算平臺[D];華南理工大學;2012年

4 李坤;云環(huán)境下的任務調度算法研究與實現(xiàn)[D];吉林大學;2012年

5 王靈霞;分布式系統(tǒng)任務分配問題的蟻群優(yōu)化算法研究[D];蘭州理工大學;2008年

6 牛川川;計算網(wǎng)格中任務調度算法和策略的研究[D];南京理工大學;2007年

，

本文編號：1296470