云环境下作业调度算法研究与实现

云计算是目前国内外商业和科研机构研究的热点之一,是网格计算、并行计算、分布式计算的发展,是一种新兴的商业计算模式。它采用了成熟的虚拟化技术将数据中心的资源打包为互联网上的用户提供按需服务。作业调度与资源分配是云计算的两个关键技术,云计算的商业性使其关注对用户的服务质量,其虚拟化技术使得资源分配和作业调度不同于以往的并行分布式计算。 本文系统的、全面的研究了云计算技术,以社会学分配理论——关于分配性正义的伯格模型为理论基础,提出了云环境下基于伯格模型的作业调度算法。该算法适应云计算商业化和虚拟化的特性,区别于传统的作业调度算法注重效率的特点,在云环境下的作业调度过程中建立起双重公平性约束。第一重约束是在云环境下将用户任务按照QoS偏好分类,依据人元模型理论给出了任务描述,按照任务的分类在其主元部分加入任务的一般期待来约束资源选择过程的公平性,给出了加入一般期待的任务与资源的映射方法。第二重约束是在云环境中定义了资源分配的公平性评判函数,对资源分配结果的公平性进行评判,依据评判结果修正模型的参数,约束系统的公平性。对于具有多重QoS特性的任务,本文应用人元分析理论给出了处理任务的多重一般期待的方法。最后,扩展了CloudSim云计算仿真平台,实现了本文提出的任务描述和基于伯格模型的作业调度算法,对CloudSim平台进行了重编译生成,并在扩展后的CloudSim平台上实现了作业调度的仿真程序,对算法进行了模拟验证和对比分析,实验显示该算法能够有效的执行用户任务并体现出较好的公平性。 此外,本文结合伯格模型的均衡论研究了云环境下负载均衡的控制模式,为云环境下资源的负载均衡策略研究提供了借鉴方案。