一种云服务工作流调度方法技术

本发明专利技术公开了一种云服务工作流调度方法，属于云计算技术领域。本发明专利技术方法包括以下步骤：步骤A、依次对工作流中的每个任务，按照该任务的代价均值最小的原则，为其分配可行服务，得到工作流的初始调度方案；任意一个任务的代价均值按照以下方法确定：该任务选择一个可行服务，其直接后继任务分别选择代价最小的可行服务，该任务及其直接后继任务所选服务的代价的平均值即为该任务的代价均值；步骤B、以满足预设信任度要求和工作流截止期要求为约束条件，以服务租赁费用最小为目标，对初始调度方案进行调整，得到最终的工作流调度方案。本发明专利技术在满足了服务信任度、可用服务区间以及工作流截止期的约束的同时，实现了服务租赁费用最小。

【技术实现步骤摘要】
一种云服务工作流调度方法
本专利技术涉及一种云服务工作流调度方法，属于云计算

技术介绍
云计算是一种新面向市场的、以提供高质量和低廉信息服务为目标的商业模式。云计算能够通过网络以便利、按需的方式访问一个可配置的计算资源共享池。然而目前云计算面临严峻的安全问题。信任是分布式互联网环境中一种重要的安全替代方法([BlazeM.,FeigenbaumJ.,LacyJ.Decentralizedtrustmanagement[C].Proceedingsofthe17thSymposiumonSecurityandPrivacy.Oakland,CA:IEEEComputerSocietyPress,May6-8.1996:164-173.]、[JamesUrquhart.TheBiggestCloud-ComputingIssueof2009isTrust[EB/OL].(2009-06-01)http://www.cnet.com/news/the-biggest-cloud-computing-issue-of-2009-is-trust])。信任机制在传统网络环境中研究较多，但云计算与其他传统计算平台(如网格计算)不同：云计算受市场驱动，资源调度时需要考虑用户的服务质量约束；同时云计算规模超大、资源完全虚拟化和按需提供服务等使得传统的信任管理策略无法直接使用([FosterI.,ZhaoY.,loanR.,etal,CloudComputingandGridComputing360-DegreeCompared.GCE08:Proceedingsofthe2008GridComputingEnvironmentsWorkshop,Austin,TX,November12-16,2008[C].]、[MichaelP.P.,PaoloT.,SchahramD.,etal.Service-orientedcomputing:Stateoftheartandresearchchallenges[J].Computer,2007,40(11):64-71.])。目前，云计算服务提供商主要提供三种服务模式：基础设施级服务(IaaS)，平台级服务(PaaS)，应用级服务(SaaS)，虽然这三种服务模式提供的资源不一样，但是云环境将基础物理设施，平台，应用程序及软件通过虚拟化，并行等技术，使资源以服务的形式提供。云计算的主要优势在于：能够迅速地降低硬件成本和提升计算能力以及存储容量；用户可以以极低的成本投入获得极高的计算品质，而不用再投资购买昂贵的硬件设备，进行频繁的保养与升级。由于上述优点，越来越多的IT企业专注于为用户提供云服务，云服务提供商依据各自的优势、定位、核心策略和技术基础，纷纷推出自己的云计算计划。用户通常租用一些基本云服务完成复杂的工作流应用，基于用户与云服务提供商签订的云服务协议(SLA)，采用即用即付的服务租用方式。选择合适的基本云服务进行组合以实现复杂应用，并在满足信任度的条件下最大化用户利益是巨大的挑战。经典的云计算工作流调度问题中，通常云服务的服务能力被认为是无限的，即请求即可用。然而，在实际应用中，从云服务提供商的角度并非如此。由于工作流调度中服务对不同的任务是可共享的，云服务剩余的服务能力随着负载不同而实时改变，难以在任何时刻都满足用户的需求。因此，服务以可用区间提供给用户，并且不同的服务对应的信任度不同。同时，根据云服务协议(SLA)，工作流应用大多有截止期。考虑截止期约束、服务信任度要求、服务以可用区间的形式提供等因素，复杂的工作流调度问题就很难解决。目前已有方法和项目专注于解决云环境下复杂因素的工作流调度问题。然而这些方法并没有考虑服务是以可用区间方式提供给用户，以及用户对服务的信任度要求等制约因素。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种云服务工作流调度方法，该方法在满足了服务信任度、可用服务区间以及工作流截止期的约束的同时，实现了服务租赁费用最小，更符合云服务工作流调度的实际应用环境。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：一种云服务工作流调度方法，包括以下步骤：步骤A、依次对工作流中的每个任务，按照该任务的代价均值最小的原则，为其分配可行服务，得到工作流的初始调度方案；任意一个任务的代价均值按照以下方法确定：该任务选择一个可行服务，其直接后继任务分别选择代价最小的可行服务，该任务及其直接后继任务所选服务的代价的平均值即为该任务的代价均值；步骤B、以满足预设信任度要求和工作流截止期要求为约束条件，以服务租赁费用最小为目标，对初始调度方案进行调整，得到最终的工作流调度方案。优选地，步骤A具体包括以下子步骤：步骤A1、将工作流中的任务划分为已调度集合S和未调度集合U，判断U是否为空，如果不为空，转步骤A2；如果为空，转步骤A4；步骤A2、计算未调度集合U中每个任务的代价均值的最小值，并放入列表L中，对L中的元素按照从小到大排序，得到有序列表，选取有序列表头元素对应的任务vi加入到已调度集合S，从未调度集合U中删除任务vi；步骤A3、在服务以可用区间形式提供的基础上，更新未调度集合U中每个任务的最早开始时间、最早结束时间和最晚开始时间、最晚结束时间，转步骤A1；步骤A4、输出云服务工作流的初始调度方案，转步骤B。进一步地，按照以下方法更新未调度集合U中每个任务的最早开始时间、最早结束时间和最晚开始时间、最晚结束时间：已调度集合中的任务选择当前服务最早完成的可用服务区间，未调度集合中的任务在候选服务中选择最早完成的可行服务，按照以下方法更新未调度集合U中每个任务的最早开始时间EST(i)和最早结束时间EFT(i)：首先，以表示第k个可用区间的开始时刻，表示第k个可用区间的结束时刻，表示任务vi选择服务时所需的执行时间；用Fmax(i)表示任务vi所有直接前驱任务最大的最早结束时刻，Pi表示任务vi的直接前驱任务的集合，ri表示任务vi可选择的可行服务的数量；在t时刻，任务vi选择服务时，依次从前向后遍历服务对应的可用区间列表，查找满足结束时刻并且的最早可用区间，按照以下公式递归计算得到每个任务的最早开始时间和最早结束时间：已调度集合的任务选择当前服务最晚开始的可用服务区间，未调度集合的任务选择候选最晚开始的可行服务，按照以下方法更新未调度集合U中每个任务的最晚开始时间LST(i)和最晚结束时间LFT(i)：首先，以表示第k个可用区间的开始时刻，表示第k个可用区间的结束时刻，表示任务vi选择服务时所需的执行时间；用Smin(i)表示任务vi所有直接后继任务最晚开始时刻的最小值，Si表示任务vi的直接后继任务的集合，ri表示任务vi可选择的可行服务的数量；在t时刻，任务vi选择服务时，依次从后向前遍历对应的可用服务区间列表，查找满足结束时刻并且的最晚可用区间，按照以下公式递归计算得到每个任务的最晚开始时间和最晚结束时间：优选地，步骤B具体包括以下子步骤：步骤B1、将云服务工作流中各任务按其直接后继任务数量从小到大的顺序进行排列，如果直接后继任务数量相同，则按照所选服务的信任度从大到小排序，依次放入任务列表Lv；步骤B2、选择列表Lv中的头元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云服务工作流调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、依次对工作流中的每个任务，按照该任务的代价均值最小的原则，为其分配可行服务，得到工作流的初始调度方案；任意一个任务的代价均值按照以下方法确定：该任务选择一个可行服务，其直接后继任务分别选择代价最小的可行服务，该任务及其直接后继任务所选服务的代价的平均值即为该任务的代价均值；步骤B、以满足预设信任度要求和工作流截止期要求为约束条件，以服务租赁费用最小为目标，对初始调度方案进行调整，得到最终的工作流调度方案。

【技术特征摘要】
1.一种云服务工作流调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、依次对工作流中的每个任务，按照该任务的代价均值最小的原则，为其分配可行服务，得到工作流的初始调度方案；任意一个任务的代价均值按照以下方法确定：该任务选择一个可行服务，其直接后继任务分别选择代价最小的可行服务，该任务及其直接后继任务所选服务的代价的平均值即为该任务的代价均值；步骤B、以满足预设信任度要求和工作流截止期要求为约束条件，以服务租赁费用最小为目标，对初始调度方案进行调整，得到最终的工作流调度方案。2.如权利要求1所述云服务工作流调度方法，其特征在于，步骤A具体包括以下子步骤：步骤A1、将工作流中的任务划分为已调度集合S和未调度集合U，判断U是否为空，如果不为空，转步骤A2；如果为空，转步骤A4；步骤A2、计算未调度集合U中每个任务的代价均值的最小值，并放入列表L中，对L中的元素按照从小到大排序，得到有序列表，选取有序列表头元素对应的任务vi加入到已调度集合S，从未调度集合U中删除任务vi；步骤A3、在服务以可用区间形式提供的基础上，更新未调度集合U中每个任务的最早开始时间、最早结束时间和最晚开始时间、最晚结束时间，转步骤A1；步骤A4、输出云服务工作流的初始调度方案，转步骤B。3.如权利要求2所述云服务工作流调度方法，其特征在于，步骤B具体包括以下子步骤：步骤B1、将云服务工作流中各任务按其直接后继任务数量从小到大的顺序进行排列，如果直接后继任务数量相同，则按照所选服务的信任度从大到小排序，依次放入任务列表Lv；步骤B2、选择列表Lv中的头元素任务vi，在任务vi的可行服务中选择能够使得服务租赁费用减少且满足工作流信任度要求的服务加入可选服务队列Lm；步骤B3、判断Lm是否为空，如果为空，转步骤B5；步骤B4、在Lm中选择使得服务租赁费用减少程度最大的服务替换初始调度方案...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜肃，章斌，吴春标，朱志安，
申请(专利权)人：南京云设智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32