通用运行环境的拟态调度方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种通用运行环境的拟态调度方法、系统及介质，包括：数据预处理步骤：输入执行体集合C及需求执行体个数k，根据执行体集合C中每个执行体的历史风险值对执行体集合C进行初步筛选，获得更新后的执行体集合C'；负载均衡筛选步骤：根据获得的更新后的执行体集合C'，计算执行体所在节点性能和负载，再计算该节点负载权值和负载差值，通过负载权值指导新任务到来时备选执行体集合的选取，通过负载差值计算备选执行体集合中各执行体分配任务的概率，进而结合异构特征选取候选执行体集合C”。本发明专利技术实现了将拟态应用在通用运行环境上，实现了分发管理过程的异构最大化，避免同构性错误。

【技术实现步骤摘要】
通用运行环境的拟态调度方法、系统及介质
本专利技术涉及云计算任务调度
，具体地，涉及通用运行环境的拟态调度方法、系统及介质。
技术介绍
云计算基于网络，通过虚拟化技术将虚拟服务器汇聚为逻辑统一的资源池，具有扩展性和灵活性。随着计算机和互联网技术的迅速发展，云计算的应用也越来越多样化，快速增长的任务和资源规模也对云计算任务调度提出越来越高的要求。高效的调度算法在云计算框架的执行中扮演着重要的角色。调度本身就是一种应用广泛的技术，很多研究者在不同领域对其做了大量研究，而当前常用的云计算调度算法主要可以分为两大类：传统调度算法和启发式算法。传统调度算法是非启发式的将云计算问题视为一般的任务调度问题直接求解；启发式算法通常将云计算问题视为一个优化问题，并使用相应的启发式策略进行求解。本方法针对通用运行环境的拟态调度需求，借鉴云计算的调度方法，同时结合机器学习思想，提出了一种WSA(WeightedSchedulingAlgorithm)的加权调度算法。已有技术方案一种异构功能等价体调度装置及其方法:本公开是关于一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用运行环境的拟态调度方法，其特征在于，包括：/n数据预处理步骤：输入执行体集合C及需求执行体个数k，根据执行体集合C中每个执行体的历史风险值对执行体集合C进行初步筛选，获得更新后的执行体集合C'；/n负载均衡筛选步骤：根据获得的更新后的执行体集合C'，计算各执行体所在节点的性能和负载，再计算各节点负载权值和负载差值，通过节点负载权值指导新任务到来时备选执行体集合的选取，通过节点负载差值计算备选执行体集合中各执行体分配任务的概率，进而结合异构特征选取候选执行体集合C”；/n权重计算步骤：选取赋权方法对各影响指标进行赋权，获得各影响指标的权重；/n聚类优选步骤：根据需求执行体个数k以及权...

【技术特征摘要】
1.一种通用运行环境的拟态调度方法，其特征在于，包括：
数据预处理步骤：输入执行体集合C及需求执行体个数k，根据执行体集合C中每个执行体的历史风险值对执行体集合C进行初步筛选，获得更新后的执行体集合C'；
负载均衡筛选步骤：根据获得的更新后的执行体集合C'，计算各执行体所在节点的性能和负载，再计算各节点负载权值和负载差值，通过节点负载权值指导新任务到来时备选执行体集合的选取，通过节点负载差值计算备选执行体集合中各执行体分配任务的概率，进而结合异构特征选取候选执行体集合C”；
权重计算步骤：选取赋权方法对各影响指标进行赋权，获得各影响指标的权重；
聚类优选步骤：根据需求执行体个数k以及权重计算步骤中获得的各影响指标的权重，将选取的候选执行体集合C”聚类为k簇，从每个簇中选出一个异构执行体，输出k个异构执行体的集合。


2.根据权利要求1所述的通用运行环境的拟态调度方法，其特征在于，所述数据预处理步骤包括：
风险权值计算步骤：
输入执行体集合C及需求执行体个数k，C＝{N1,N2,…Ni,…Nn}，其中Ni表示第i个执行体，n为C中执行体总个数；
记每个执行体有史以来被访问总次数为Ti，受攻击次数为ti，其中i表示对应执行体ID；
记风险权值为q，执行体Ni的风险权值为qi，则：



其中，
ε表示任意小正数；
给定风险阈值p，基于一种整体观的把握，给定两个阈值p1，p2，其中p1为用于比较风险值的中间阈值，p2为可忍受风险阈值，p1小于p2；
风险权值比较步骤：
记风险权值小于p1的执行体个数为k'，判断是否k'≥k：
若k'≥k,则说明执行体池中风险值小于可承受阈值的执行体数足够，则输出qi<p2的所有执行体Ni，即清洗掉执行体集合中种qi≥p2的执行体Ni，获得更新后的执行体集合C'，进入负载均衡筛选步骤继续执行；
若k'<k,则表示执行体集合C的执行体数量少于预设数量或者表示执行体集合C的历史风险记录大于预设范围，则从根部改善风险状况，获得更新后的执行体集合C'；
所述从根部改善风险状况包括：增加执行体集合C中的执行体。


3.根据权利要求2所述的通用运行环境的拟态调度方法，其特征在于，所述负载均衡筛选步骤包括：
执行体性能和负载计算步骤：
计算执行体Ni的所在节点性能和负载计算过程如下：



i＝0,1,2,…,n-1，∑kl＝1
其中，
m表示CPU数量；

表示CPU频率；

表示内存容量；

表示磁盘I/O速率；
kl表示各项指标的权值参数,即k1、k2和k3，反应不同类型的服务对各个指标的影响程度，其和为1；



i＝0,1,2,…,n-1，∑kl＝1
其中，

表示CPU占用率；

表示内存占用率；

表示磁盘I/O占用率；
kl表示各项指标的权值参数,即k1、k2和k3，反应不同类型的服务对各个指标的影响程度，其和为1。


4.根据权利要求3所述的通用运行环境的拟态调度方法，其特征在于，所述负载均衡筛选步骤还包括：
负载权值和负载差值计算步骤：
执行体的负载权值定义为执行体负载与执行体性能的比值，权值越大，说明执行体负载越重，从而根据负载权值的大小来决定任务的分配，采用下式来计算：



执行体的负载差值是指所有执行体负载权值的最大值Wmax与该执行体的负载权值之差乘以该执行体性能，采用下式来计算：



候选执行体集合选取步骤：
设定一个阈值ε，每到来一个新的任务请求，从第一步更新的执行体候选集C'中进一步选取C”，首先选取其中负载权值最小的执行体Nmin，其满足条件：



如果其他任意执行体Ni满足条件：



则将该执行体Ni加入到候选集合C”，直到集合C”中的执行体个数k”>5k,结束循环；否则，则不做筛简，将所有执行体全部加入到候选集合C”；
候选执行体池C”中的执行体与C'中的执行体存在对应，但是不多于5k个，下标用j来表示，计算候选集合C”中各个执行体分配任务的概率



其中，

表示执行体的负载差值。


5.根据权利要求4所述的通用运行环境的拟态调度方法，其特征在于，所述执行体包括物理机、服务器、容器或虚拟机在内的N异构体执行所需的应用支撑环境；
所述影响指标包括CPU、操作系统、数据库、文件系统在内的异构特征。


6.一种通用运行环境的拟态调度系统，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：霍立田，邵培南，应飞，罗论涵，余新胜，解维，徐李定，凌颖，陈希，黄佳，付琳，
申请(专利权)人：华东计算技术研究所中国电子科技集团公司第三十二研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31