一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法，其步骤：判断是否有资源能够满足在用户要求的截止时间内完成该任务，满足则判断任务提交的分配预算价格是否不低于资源运行时的运维成本与闲置时的维护成本的差值；根据用户对所有任务分配的竞拍价值，从高到低对用户集中的竞拍价值进行排序得到竞价表；将资源提出的基本要价按照从低到高进行排序得到要价表；在每个单位时间内取出最高的用户竞拍价值；取出最低的资源要价值；根据最高的用户竞拍价值和最低的资源要价值判断交易是否成功；调整任务的竞拍价值和资源要价值，持续执行前述步骤，直至任务全部完成。本发明专利技术能达到用户为中心的指标和资源提供商为中心的指标的平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法
本专利技术涉及一种力系统资源调度方法，特别是关于一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法。
技术介绍
现阶段，传统电力系统早已越来越不能满足用户各种各样的需求，因此构建智能电网已经成为电力行业发展的方向和趋势。智能电网就是电网的智能化，也称为“电网2.0”，指将现代信息系统融入到传统的能源网络构成的新电网系统，它需要双向通信设施的支持，以实现实时处理信息。来自用户不同时间段的资源需求的动态变化，这又需要通信设施的动态调整。无服务器架构并不是不需要服务器，而是将底层物理的基础设施交给第三方云服务提供商来进行全托管，我们可以集中精力实现业务逻辑。无服务器的主流表现形式为FaaS，所以无服务器计算认作是“函数即服务(FaaS)”或者称之为“函数驱动的事件”。它是根据开发人员编写的代码来进行精准的资源分配，当预定义的事件被触发时，才会启动资源。其主要的使用场景有时间驱动及响应式架构、流量突发的场景。相比较于典型的云服务模式(基础实施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS)可以发现，FaaS具有开发效率高，可伸缩性强、可运维性好以及成本低等优点。从IaaS到PaaS到FaaS到SaaS，降低了对服务实现的控制，增加了对业务逻辑的关注。也就是说，抽象程度越来越高，灵活程度越来越低。而FaaS介于PaaS和SaaS之间，具有较高的灵活性，为开发人员提供便利。FaaS提供了除应用层之外所有的资源，开发人员只需关注代码逻辑即可，而SaaS灵活性低，适用于普通用户，很难满足企业的特殊需求。所以将无服务架构应用于智能电网系统将会是未来电网的发展趋势。目前调度和资源管理在云平台中发挥着重要的作用，直接关系到云服务的稳定性、资源的使用效率、用户的满意程度和运营成本。大多数的调度算法以单一的指标最优为最终目标，如以性能为中心的调度、以服务质量为中心的调度和以经济为中心的调度，而在无服务架构下，用户需要按需付费，因此，使用无服务器架构必须考虑成本问题，如用户的截止完成时间，用户的支付费用以及资源提供商的提供成本等因素。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法，其能达到用户为中心的指标(截止完成时间、预算花费等)和资源提供商为中心的指标(资源利用率、收益和吞吐量等)的平衡。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法，该方法基于云资源管理模型，在该模型的资源分配模块中，用户除了需要提供商提供的资源外，还需要满足服务质量QoS完成所有需要完成的制定任务；其包括以下步骤：1)根据用户与虚拟机提供的资源信息，判断是否有资源能够满足在用户要求的截止时间内完成该任务，不满足则进入步骤7)，满足则判断任务提交的分配预算价格是否不低于资源运行时的运维成本与闲置时的维护成本的差值，满足则进入下一步，不满足则进入步骤7)；2)在有资源能够满足时间限制的用户中，根据用户对所有任务分配的竞拍价值，从高到低对用户集中的竞拍价值进行排序，得到竞价表；3)将资源提出的基本要价按照从低到高进行排序，得到要价表；4)在每个单位时间T内，在用户提价的所有竞价的竞价表中，取出最高的用户竞拍价值bidhigh；5)将资源提出的所有要价的要价表中，取出最低的资源要价值asklow；6)根据最高的用户竞拍价值bidhigh和最低的资源要价值asklow判断交易是否成功：若最低的资源要价值不低于最高的用户竞价值，则说明本次拍卖成功，获胜的用户任务可以交由该资源执行；否则，本次交易失败，则进入下一步；7)调整任务的竞拍价值和资源要价值，并返回步骤1)中，持续执行上述步骤，直至任务全部完成。进一步，所述步骤1)中，需要满足的时间限制为：任务tj要申请资源ri需要满足的时间限制为：任务tj必须在截止时间dj内由资源rj完成：其中，表示为任务tj在资源rj上的执行时间；为虚拟机i的综合处理指标，1≤i≤n；n为资源数量；1≤j≤m，m为用户数量；lj为任务tj的长度；nsi表示接收任务后开始执行的时间，或者是执行完已接收任务所需的时间。进一步，所述步骤1)中，费用限制为：任务tj提交的分配的预算价格不低于资源rj的运行时的运维成本与闲置时的维护成本的差值：bj≥rpi-lpi；其中，bj是为任务tj分配的预算；lpi是该资源闲置时的维护成本；rpi是该资源运行时的维护成本。进一步，所述步骤2)中，用户的竞拍价值策略为：任务tj基于剩余资源数与平均剩余时间的最终竞价值bidj为：其中α+β＝1且α,β∈[0,1]其中，α为剩余资源数对竞价值的影响程度；β为平均剩余时间对竞价值的影响程度；为任务tj基于剩余资源数的竞价；为任务tj基于平均剩余时间的竞价。进一步，所述任务tj基于剩余资源数的竞价为：其中μ1＞0竞价随剩余资源变化的调节程度，取决于对资源需求的紧迫程度。进一步，所述任务tj基于平均剩余时间的竞价为：其中μ2＞0其中，表示用户提交任务时的剩余时间；μ2表示竞价随剩余时间变化的调节程度，取决于对时间需求的紧迫程度。进一步，所述步骤3)中，资源要价策略为：资源ri基于剩余资源数目与执行下一新任务的开始时间的最终要价aski为：其中η+ω＝1且η,ω∈[0,1]其中，η为剩余资源数目对要价值的影响程度；ω为剩余时间对要价值的影响程度；为资源ri基于剩余资源数目的要价；为资源ri基于执行下一新任务的开始时间的要价。进一步，所述资源ri基于剩余资源数目的要价为：其中k1＞0其中，k1表示要价随剩余资源数目变化的调节程度；为剩余的资源总数是最大的；lpi是该资源闲置时的维护成本；rpi是该资源运行时的维护成本；1≤i≤n；n为资源数量；表示任务tj在时间k时剩余的可选资源数目。进一步，所述资源ri基于执行下一新任务的开始时间的要价为：其中k2＞0其中，k2表示要价随剩余时间变化的调节程度；nsi表示接收任务后开始执行的时间，或者是执行完已接收任务所需的时间；表示接收任务后开始执行的平均时间，或者是执行完已接收任务所需的平均时间；lpi是该资源闲置时的维护成本；rpi是该资源运行时的维护成本；1≤i≤n；n为资源数量。进一步，所述步骤6)中，拍卖成功时的拍卖值为：auction-price＝ε*bidhigh+(1-ε)*asklow，其中0≤ε≤1其中，ε代表最终价格对拍卖双方的依赖程度；当ε＜0.5时，说明此次竞拍价格偏高；当ε＞0.5时，说明此次竞拍价格偏低；当ε＝0.5时，兼顾拍卖双方，价格适中，此时的交易价格为：本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术的无服务器架构下的资源动态调度方法以用户和云服务提供商地位平等的前提下，按照协议准则，为用户提供资源，达到用户为中心的指标(截止完成时间、预算花费等)和资源提供商为中心的指标(资源利用率、收益和吞吐量等)的平衡。附图说明图1为本专利技术的无服务架构下的云资源管理模型示意图；图2为本专利技术的资源动态调度方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。现阶段，对于资源的调度管理并没有保证充分的双向拍卖，导致拍卖双方地位不对等一方利益受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法，该方法基于云资源管理模型，在该模型的资源分配模块中，用户除了需要提供商提供的资源外，还需要满足服务质量QoS完成所有需要完成的制定任务；其特征在于包括以下步骤：1)根据用户与虚拟机提供的资源信息，判断是否有资源能够满足在用户要求的截止时间内完成该任务，不满足则进入步骤7)，满足则判断任务提交的分配预算价格是否不低于资源运行时的运维成本与闲置时的维护成本的差值，满足则进入下一步，不满足则进入步骤7)；2)在有资源能够满足时间限制的用户中，根据用户对所有任务分配的竞拍价值，从高到低对用户集中的竞拍价值进行排序，得到竞价表；3)将资源提出的基本要价按照从低到高进行排序，得到要价表；4)在每个单位时间T内，在用户提价的所有竞价的竞价表中，取出最高的用户竞拍价值bidhigh；5)将资源提出的所有要价的要价表中，取出最低的资源要价值asklow；6)根据最高的用户竞拍价值bidhigh和最低的资源要价值asklow判断交易是否成功：若最低的资源要价值不低于最高的用户竞价值，则说明本次拍卖成功，获胜的用户任务可以交由该资源执行；否则，本次交易失败，则进入下一步；7)调整任务的竞拍价值和资源要价值，并返回步骤1)中，持续执行上述步骤，直至任务全部完成。...

【技术特征摘要】
1.一种面向电力系统无服务器架构下的资源动态调度方法，该方法基于云资源管理模型，在该模型的资源分配模块中，用户除了需要提供商提供的资源外，还需要满足服务质量QoS完成所有需要完成的制定任务；其特征在于包括以下步骤：1)根据用户与虚拟机提供的资源信息，判断是否有资源能够满足在用户要求的截止时间内完成该任务，不满足则进入步骤7)，满足则判断任务提交的分配预算价格是否不低于资源运行时的运维成本与闲置时的维护成本的差值，满足则进入下一步，不满足则进入步骤7)；2)在有资源能够满足时间限制的用户中，根据用户对所有任务分配的竞拍价值，从高到低对用户集中的竞拍价值进行排序，得到竞价表；3)将资源提出的基本要价按照从低到高进行排序，得到要价表；4)在每个单位时间T内，在用户提价的所有竞价的竞价表中，取出最高的用户竞拍价值bidhigh；5)将资源提出的所有要价的要价表中，取出最低的资源要价值asklow；6)根据最高的用户竞拍价值bidhigh和最低的资源要价值asklow判断交易是否成功：若最低的资源要价值不低于最高的用户竞价值，则说明本次拍卖成功，获胜的用户任务可以交由该资源执行；否则，本次交易失败，则进入下一步；7)调整任务的竞拍价值和资源要价值，并返回步骤1)中，持续执行上述步骤，直至任务全部完成。2.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述步骤1)中，需要满足的时间限制为：任务tj要申请资源ri需要满足的时间限制为：任务tj必须在截止时间dj内由资源rj完成：其中，表示为任务tj在资源rj上的执行时间；为虚拟机i的综合处理指标，1≤i≤n；n为资源数量；1≤j≤m，m为用户数量；lj为任务tj的长度；nsi表示接收任务后开始执行的时间，或者是执行完已接收任务所需的时间。3.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述步骤1)中，费用限制为：任务tj提交的分配的预算价格不低于资源rj的运行时的运维成本与闲置时的维护成本的差值：bj≥rpi-lpi；其中，bj是为任务tj分配的预算；lpi是该资源闲置时的维护成本；rpi是该资源运行时的维护成本。4.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述步骤2)中，用户的竞拍价值策略为：任务tj基于剩余资源数与平均剩余时间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新平，邹静，裴云曼，马邱哲，耿鑫州，徐志博，吴建海，罗志明，曹俊喜，杜娜，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网经济技术研究院有限公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11