基于改进蚁群算法的云计算平台资源分配策略研究

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1、硕士学位论文基于改进蚁群算法的云计算平台资源分配策略研究RESEARCHONRESOURCESCHEDULINGINCLOUDCOMPUTINGBASEDONIMPROVEDANTCOLONYALGORITHM吴丹哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP393学校代码：10213国际图书分类号：004.9密级：公开工学硕士学位论文基于改进蚁群算法的云计算平台资源分配策略研究硕士研究生：吴丹导师：李东教授申请学位：工学硕士学科：软件工程所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2016年6月授

2、予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP393U.D.C:004.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONRESOURCESCHEDULINGINCLOUDCOMPUTIGBASEDONIMPROVEDANTCOLONYALGORITHMCandidate：WuDanSupervisor：Prof.LiDongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecia

3、lity：SoftwareEngineeringAffiliation：SchoolofComputerScienceandTechnologyDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要云计算已经成为目前学术界研究的热门方向之一。随着云计算商业化过程的进行，云平台对软件市场已经显示出巨大的价值。作为云计算技术的关键问题，资源分配问题和任务调度问题一直受到人们的广泛关注。目前

4、解决问题的典型算法有Max-min算法、Min-min算法、蚁群算法、遗传算法等。传统的任务调度算法大多是基于云服务供应商和资源层面进行考虑，忽略了用户因素。然而云计算作为面向服务的技术，必须保障用户的服务质量QoS，包括任务的时间跨度、执行费用、网络带宽、系统稳定性等。此外，传统的任务调度算法优化目标较为单一，大多是针对时间效率进行提升，而云计算作为一种商业计算模式，任务的执行成本和系统资源利用率都是云计算系统设计的因素。本文针对以上缺陷做出改进，从资源使用的公平性和系统均衡性的角度出发，结合了

5、任务的QoS特性提出了一种新的基于蚁群算法的资源分配算法JAACO。该算法根据任务的QoS特性对任务分类，采用人元模型对任务建模。同时，算法通过Berger模型的正义性分配原理实现在资源选择过程中公平性约束和评价的双重约束机制。JAACO算法考虑了任务的执行成本和系统负载均衡方面的因素，使得在保证在理想时间跨度的前提下，能够满足用户服务质量需求，并提高系统资源的利用率。我们基于CloudSim模拟环境设计并实现了基于任务公平性的优化蚁群算法JAACO的实验方案，通过与传统的蚁群算法和基于时间成本约

6、束的蚁群算法对比，验证了JAACO算法的有效性和效率。实验结果表明，基于任务公平性的优化蚁群算法（JAACO算法）可以应对任务QoS特性的变化，既降低了任务的执行成本，又提高了系统的负载均衡度和公平性。关键词：云计算；资源分配；QoS；蚁群算法；CloudSim-I-AbstractAbstractCloudcomputinghasbecomeoneofthehottesttopicsinresearcharea.Alongwiththecommercializationprocessofclou

7、dcomputing,cloudplatformhasshownagreatvalueforsoftwaremarket.Asthecoreproblemofcloudcomputing,resourceallocationandtaskschedulinghasbeenwidelyconcernedbypeople.Atpresent,typicalalgorithmsforsolvingtheseproblemsincludeMax-minalgorithm,Min-minalgorithm,

8、antcolonyalgorithm,geneticalgorithm,etc.Mosttraditionaltaskschedulingalgorithmsarebasedoncloudserviceproviderandresourcelevel,whichignoreuserfactors.However,asaserviceorientedtechnology,cloudcomputingmustprotectusers’qualityofservice(QoS),incl