云计算环境下将物理资源抽象为同一的虚拟资源,如何将虚拟资源调度到物理资源上是云计算中一个基本且复杂的问题。对虚拟资源的调度进行建模并证明其难解性,将该模型的求解转化以系统负载均衡为优化目标的多目标优化问题,提出采用改进的基于非支配排序的遗传算法(NsGA II)来求解该问题。与针对具体环境的调度算法相比,抽象的模型更能代表典型的云计算环境中的虚拟资源调度问题。对提出模型进行了仿真,实验结果表明了该模型的有效性和NSGAII算法求解该问题的可行性,同时对比随机算法、静态算法和排序匹配调度算法,NSGA II算法优于其他算法。
云计算是一种大规模的易用的可访问的虚拟资源(如硬件、平台和/或服务)池_1 j。由 此可知,虚拟性l5 在云计算中扮演了一个核心角色。然而,在云计算环境中,虚拟资源的调度问题也凸显出来。虚拟资源的调度是指,按照一定的规则合理地将用户申请的虚拟资源映射到相应的物理资源。一个好的调度器应该能够均匀地将虚拟资源映射到物理资源上,然而,由于请求的虚拟资源的差异性和物理资源的异构性,该问题是一个难解问题。在现在的已经实现的云计算调度系统上,一般都是采用简单的策略实现。如EC2[6 使用按购买分配,VMwarel7按照CPU和内存的使用动态分配,NimBus ]和Eucalyp—tusE叼采用静态贪婪策略和随机选择,oVirtl1叩采用手工分配模式,OpenNebulaE“ 采用需要/排序动态分配的策略。 简单的调度策略来进行调度已经很难满足日益增长的云计算的规模,因此不少学者开始研究这个问题。如RaviIyerF ]研究了虚拟资源间对物理资源的竞争所导致的性能下降并提出了一种有效的模型来预测这种下降并在此基础上提出了一种虚拟机管理模型;墨尔本大学的学者[1 3l提出了一个IntetGrid系统来管理不同云系统问虚拟资源的迁移问题;国内学者田冠华等¨1 提出了一种基于失效规则的资源动态提供策略,能有效提高动态提供节点资源的可靠性。本文通过对虚拟资源调度过程的分析,将虚拟资源的调度过程抽象为具有CPU,内存,和带宽等属性的节点的匹配过程,分析了该问题的难解性,将其转换为具有负载均衡的多目标优化问题,采用多目标优化算法来对虚拟资源进行调度。与具体的虚拟资源调度的实现相比,该调度模型更能反映云计算中虚拟资源调度的复杂性,同时不同于简单的调度策略,采用多目标优化算法进行调度,能使得云计算中虚拟资源的调度更加合理。通过实验验证了本文提出的模型的合理性并验证了使用多目标优化算法求解该问题的合理性。