当前位置: 首页 > 专利查询>云南大学专利>正文

服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法组成比例

技术编号:21398618 阅读:25 留言:0更新日期:2019-06-19 06:54
本发明专利技术公开了一种服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法,首先统计得到当前数据中心资源数据和用户任务需求,然后对全部机器和全部用户求线性规划,得到所有用户能达到的最大任务份额,然后根据该最大任务份额求取子结构,并得到该子结构中各用户的任务份额分配结果,将该子结构中的机器和用户删除,对余下的机器和用户重复以上操作,直到用户集合为空。本发明专利技术通过寻找每个子结构,并对每个子结构进行资源的分配,快速的实现任务份额的公平分配。

【技术实现步骤摘要】
服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法
本专利技术属于云计算
,更为具体地讲,涉及一种服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法。
技术介绍
云计算(cloudcomputing)通过互联网的方式,将共享的软硬件资源按需提供给用户使用,越来越多的企业愿意将任务提交到云平台中执行。随着云计算环境中任务负载的增加,需要为每个用户分配公平的资源份额,以保障用户的服务质量。云计算数据中心大多由不同配置的异构服务器组成,此外,每个用户都可能有布局约束,限制其任务只能在满足特定硬件(例如GPU和SSD)和/或软件(例如特定内核版本)要求的机器上运行。据统计,Google将近50%的任务都有布局约束。所以,近年来的研究主要转向布局约束情况下云资源的公平分配问题。针对布局约束,目前已提出了多种公平策略如TSF、CMMF、DRFH、CDRF、UDRF等,其中TSF策略为每个用户定义了任务份额(taskshare,ts),为用户当前执行的任务数与去除用户布局约束条件并占用所有机器所能执行的总任务数的比值。TSF对任务份额ts用多轮渐进填充的算法,重复多轮最终实现对任务份额ts的最大最小公平分配。最大最小公平是指,先使得系统中最小的ts尽可能的最大,在此基础上第二小的ts最大,以此类推,达到任务份额的公平化。目前提出的所有策略中,只有TSF在布局约束情况下满足了公平所需的四个特性:激励共享、防策略、无嫉妒、帕累托最优。但是TSF考虑的布局约束是没有规律的,且多轮渐进填充算法时间复杂度高,无法在多项式时间内求解。由于物理机器的异构性和任务的多样性,在云计算中实现布局约束下的公平共享具有挑战性。随着用户任务复杂性的增加,对机器的硬软件配置要求逐渐提高。同时,云计算数据中心也逐渐添加新的机器,升级其软件,或使用像GPU这样的专用加速器,使得按照批次机器的软硬件配置呈现逐步递增的关系。所以当用户能在某批次的机器上执行任务,也必定能在其后序批次机器上执行。因此用户与机器之间的约束关系也并非杂乱无章的,而是呈现等级规律的,用户的任务能在某批次及后序批次的所有机器上运行,称这种约束为等级约束(HierarchicalConstraints)。TSF在无规律约束下用多轮渐进填充算法对任务份额ts求公平分配,虽然保证了公平性,但是计算耗时。因此针对等级约束下的规律,设计一种新方法以快速的实现任务份额ts的公平分配,显得至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法,更快速有效地实现等级约束下的多资源公平分配。为实现上述专利技术目的,本专利技术服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法包括以下步骤:S1:统计得到当前数据中心资源数据,记数据中心的N台机器属于S个等级,等级越高软硬件配置越高,每个等级中的机器资源配置相同,将N台机器按照等级进行升序排列,得到机器集合M={m1,m2,...,mN},其中mj表示第j台机器,j=1,2,...,N;记机器mj的等级为g(mj),g(mj)=1,2,...,S;记机器mj的资源向量Cj=(cj1,cj2,...,cjR),cjr表示第r种资源的数量,r=1,2,...,R,R表示资源种类数量;S2:统计当前的用户任务需求,记用户数量为K,根据各个用户所要求的软硬件配置判断数据中心各个等级的机器中可以满足其软件硬件配置的最小等级,将其作为该用户的等级,然后将K个用户按照等级进行升序排列,得到用户集合U={u1,u2,...,uK},其中ui表示第i个用户,i=1,2,...,K;记用户ui的等级为g(ui),g(ui)=1,2,...,S;记用户ui的单个任务的资源需求向量di=(di1,di2,...,diR),dir表示用户ui单个任务对第r种资源的需求数量;根据实际情况设置各个用户的权重值wi,权重值越大说明用户越重要或优先级越高;S3:记等级为s的机器集合BMs={mj|g(mj)=s},记等级为s的用户集合BUs={ui|g(ui)=s};S4:初始化机器集合Mo=M,用户集合Uo=U,结束等级bo=S,子结构序号z=1;S5:判断是否如果不是,进入步骤S6,否则分配结束;S6:对机器集合Mo和用户集合Uo求线性规划,将Uo中所有用户能达到的最大任务份额记为tso;线性规划模型如下:tso=maxtsi′s.t.:S7:求取第z个子结构:S7.1:初始化机器集合用户集合起始等级bin=bo,初始化任务份额tsin为一个绝对大值;S7.2:判断是否tsin>tso,如果不是,进入步骤S7.3,否则进入步骤S7.4;S7.3:求得子结构其机器集合用户集合将机器集合中机器的资源分配给用户集合中的各个用户;S7.4:添加等级bin的机器集合至Min,即令添加等级bin的用户集合至Uin,即令S7.5:判断是否如果是,直接进入步骤S7.7,否则进入步骤S7.6;S7.6:对机器集合Min和用户集合Uin求线性规划,将Uin中所有用户能达到的最大任务份额记为tsin,进入步骤S7.7;线性规划模型如下:s.t.:S7.7:令bin=bin-1,返回步骤S7.2;S8:从机器集合Mo中将子结构的机器集合所包含的机器删除,即令从用户集合Uo中将子结构的用户集合所包含的用户删除,即令并更新b0=bin,z=z+1,返回步骤S5。本专利技术服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法,首先统计得到当前数据中心资源数据和用户任务需求,然后对全部机器和全部用户求线性规划,得到所有用户能达到的最大任务份额,然后根据该最大任务份额求取子结构,并得到该子结构中各用户的任务份额分配结果,将该子结构中的机器和用户删除,对余下的机器和用户重复以上操作,直到用户集合为空。本专利技术通过寻找每个子结构,并对每个子结构进行资源的分配,快速的实现任务份额的公平分配。附图说明图1是本专利技术服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法的具体实施方式流程图;图2是本专利技术中子结构求取的流程图;图3是本实施例中数据中心资源和用户需求示意图;图4是本实施例中任务份额分配结果示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述,以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是,在以下的描述中,当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时,这些描述在这里将被忽略。实施例图1是本专利技术服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法的具体实施方式流程图。如图1所示,本专利技术服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法的具体步骤包括:S101:统计当前云计算数据中心资源:统计得到当前数据中心资源数据,记数据中心的N台机器属于S个等级,等级越高软硬件配置越高,每个等级中的机器资源配置相同,将N台机器按照等级进行升序排列,得到机器集合M={m1,m2,...,mN},其中mj表示第j台机器,j=1,2,...,N;记机器mj的等级为g(mj),g(mj)=1,2,...,S;记机器mj的资源向量Cj=(cj1,cj2,...,cjR),cjr表示第r种资源的数量,r=1,2,...,R,R表示资源种类数量。S102:统计当前用户任务需求:统计当前的用户任务需求,记用本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:统计得到当前数据中心资源数据,记数据中心的N台机器属于S个等级,等级越高软硬件配置越高,每个等级中的机器资源配置相同,将N台机器按照等级进行升序排列,得到机器集合M={m1,m2,...,mN},其中mj表示第j台机器,j=1,2,...,N;记机器mj的等级为g(mj),g(mj)=1,2,...,S;记机器mj的资源向量Cj=(cj1,cj2,...,cjR),cjr表示第r种资源的数量,r=1,2,...,R,R表示资源种类数量;S2:统计当前的用户任务需求,记用户数量为K,根据各个用户所要求的软硬件配置判断数据中心各个等级的机器中可以满足其软件硬件配置的最小等级,将其作为该用户的等级,然后将K个用户按照等级进行升序排列,得到用户集合U={u1,u2,...,uK},其中ui表示第i个用户,i=1,2,...,K;记用户ui的等级为g(ui),g(ui)=1,2,...,S;记用户ui的单个任务的资源需求向量di=(di1,di2,...,diR),dir表示用户ui单个任务对第r种资源的需求数量;根据实际情况设置各个用户的权重值wi,权重值越大说明用户越重要或优先级越高;S3:记等级为s的机器集合BMs={mj|g(mj)=s},记等级为s的用户集合BUs={ui|g(ui)=s};S4:初始化机器集合Mo=M,用户集合Uo=U,结束等级bo=S,子结构序号z=1;S5:判断是否...

【技术特征摘要】
1.一种服务器等级约束下的云计算任务份额公平分配方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:统计得到当前数据中心资源数据,记数据中心的N台机器属于S个等级,等级越高软硬件配置越高,每个等级中的机器资源配置相同,将N台机器按照等级进行升序排列,得到机器集合M={m1,m2,...,mN},其中mj表示第j台机器,j=1,2,...,N;记机器mj的等级为g(mj),g(mj)=1,2,...,S;记机器mj的资源向量Cj=(cj1,cj2,...,cjR),cjr表示第r种资源的数量,r=1,2,...,R,R表示资源种类数量;S2:统计当前的用户任务需求,记用户数量为K,根据各个用户所要求的软硬件配置判断数据中心各个等级的机器中可以满足其软件硬件配置的最小等级,将其作为该用户的等级,然后将K个用户按照等级进行升序排列,得到用户集合U={u1,u2,...,uK},其中ui表示第i个用户,i=1,2,...,K;记用户ui的等级为g(ui),g(ui)=1,2,...,S;记用户ui的单个任务的资源需求向量di=(di1,di2,...,diR),dir表示用户ui单个任务对第r种资源的需求数量;根据实际情况设置各个用户的权重值wi,权重值越大说明用户越重要或优先级越高;S3:记等级为s的机器集合BMs={mj|g(mj)=s},记...

【专利技术属性】
技术研发人员:李伟东张学杰张骥先张静
申请(专利权)人:云南大学
类型:发明
国别省市:云南,53

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1