高性能计算平台中基于云计算的虚拟机优化调度研究.pdf

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1、第30卷第9期(下)赤峰学院学报(自然科学版)Vo1．30No．92014年9月JournalofChifengUniversity(NaturalScienceEdition)Sep．2014高性能计算平台中基于云计算的虚拟机优化调度研究吴超越(南京晓庄学院，江苏南京211171)摘要：虚拟机资源在云计算环境的分配是云计算的重要技术环节，虚拟资源是否能被高效调用是制约是云计算效率的重要指标．本文提出一种引入蚂蚁相遇机制的改进蚁群算法，并将其应用到云计算虚拟机资源调度中．关键词：云计算；虚拟机；蚁群算法中图分类号：TP393文献标识码

2、：A文章编号：1673—260X(2014)09—0024—021云计算概述网络中效率较高的节点，将大大提高整个云计算网络的效云计算是以虚拟化技术为基础，以网络为载体提供基率．基于这一思路。本文为每一个节点定义一个执行任务的础架构、平台、软件等服务为形式，整合大规模可扩展的计预期时间阈值，如果任一节点执行任务的时间不超过该阈算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作的超值，则判定该节点为有效节点。可供调配给新交的用户任务．级计算模式．云系统的后台有大量的集群使用虚拟机的方2．2．1信息素．通过CPU数量及处理能力、内外存和带宽等

3、式，通过高速的互联网互连，组成大型的虚拟资源池．这些资硬件资源的容量来比较虚拟节点的信息素．CPU计算能力、源池可自主管理和配置，用数据冗余的方式保证虚拟资源内外存及带宽的信息素初始化分别为：的高可用性．并具有分布式存储和计算、高扩展性、高可用CPU信息素=性、用户良好性等特征．2优化的蚁群优化算法内存信息索=两孺2．1蚁群算法与蚂蚁系统蚁群算法能模拟真实蚂蚁搜索食物时相互间的反馈和外存信息素=蕤群体分布协作行为，获得优化的行进路线，因此路径蚁群算带宽信息素=磊法在诸如旅行查找等随机搜索方面具有广泛的应用．总结蚁每个虚拟机节点上的信息

4、素是各个硬件信息素的加权群算法的运算过程，可概括出以下特点：(1)路径上各个节点和，不同的硬件重要性具有不同的加权系数，具体如下式表的信息素浓度随着时间的推进按一定比例逐渐变化．到访蚂示：蚁根据周围节点信息素的浓度来计算周围各个节点的可能节点信息素=w。*CPU信息素+w2内存信息素十w3外概率，择优选择概率最高的节点作为下一步的行进节点．(2)在信息素+w4带宽信息素为避免蚂蚁陷入程序死循环，当前循环中已经访问的节点w1+w2+w3+w4=1将被标记并禁止再次访问．(3)当走过某段路线后，根据该路算法运行过程中需要对各信息素执行动态

5、修改，当某线的长度信息，蚂蚁将会标记与其长度相适应的相应的信个有效节点被分配给当新任务时，节点上CPU利用率会相息素_因此，如果经过某路段蚂蚁数量较少，该路径所累积的应增加，相应地该该节点上的信息素将减小．信息素会随着时间按比例逐渐变少，表明该路线的成功率2。2．2虚拟机资源调度算法．改进蚂蚁系统在云计算虚拟机不高，后面蚂蚁选择的可能性也将慢慢减小．资源优化调度方面的步骤主要包括有：(1)首先初始化2．2改进蚂蚁系统Worker节点的信息素．(2)将交含有多个任务的用户作业先Map／Reduce是目前广泛使用的海量数据处理编程模提交到

6、Master节点，供其分发．(3)Master节点按顺序依次提型．它将一个较大的用户任务分割成几个较小任务量的子任取出存储队列中的作业，并按该作业的任务数调配相应的务，通过虚拟资源分配机制将网络中的空闲节点资源调配节点蚂蚁．如该节点作用有a个任务量，Master节点则为其到各个子任务．蚁群算法凭借其高稳定性和能分布式并行的分配a*b个蚂蚁进行路径探索，同时启动探索定时器．(4)每优点，被应用到Map／Reduce模型下虚拟机资源的优化调度只蚂蚁预先设定的规则选择下一步的行进节点，并同时标方面．在云计算环境中任何一个节点能同时运行多个任

7、务，记经过的节点是否是有效节点，如果是有效节点则拷贝有但如果根据每个节点的运行效率，尽量把用户任务分配给一24一效节点的信息原路返回；否则，蚂蚁则继续判定和选择下一过的节点集合和候选节点集合中择优选择有效概率最大的步的先进节点，直到找到有效节点为止，依次规律不断尝试．节点作为下一步行进的节点．(5)如果在定时器计数完成前有蚂蚁向Master节点报告有3实验结果与分析效节点，表示当前有有效节点可用，则该节点会被分配给新实验中信息素及任务预期时间在调度中的的权重分别接受的用户任务．(6)当某节点被调配给用户任务，或某节点以0【、13表示；

8、蚂蚁数量以13表示．，13和n的优化组合需要已完成用户任务，则该节点上的信息素会被随之更新，以及通过实验获得．本文中涉及的比例因子均为0．2．本实验将虚时表示该节点是否被占用及可用性．(7)将步骤(3)到(6)一拟机节点