引言
　　云计算是一种商业模式和服务模式将计算任务分布在大量计算机构成的不同数据中心使各种应用系统能够根据用户需要获取计算能力存储空间和信息服务 学术界将云计算列为水 电气油之外的第五种公用资源 云计算是技术和社会需求发展的必然结果 云计算集成了计算机领域大规模数据中心 虚 拟 化 技 术 软件即服务等先进技术
　　随着云计算应用的开展 产生了大量的数据中心聚集现象如何利用虚拟管理技术提高云计算数据中心利用效率 是当前研究的重点 云计算资源调度是将虚拟机按用户需求动态地自动化地分配给用户 由于用户需求规格和云计算环境中资源池数据中心所有的物理服务器的规格配置不一致如果采用 简 单 的 分 配 调 度 算 法 例 如 常 用 的 轮 转法加权轮转法最小负载优先等 很难达到 物 理服务器负载均衡
　　目前学术界在云计算环境下资源调度方面已经进行了大量研究 工 作 文 献 提出云计算中基于 的虚拟资源调度算法研究 文 献 提出基于粒子群优化 策 略 研 究文 献 提 出 云 计 算环境下的 资源负载 均 衡 算 法 文 献 根 据云计算的弹性化和虚拟化等新特性提出了云计算下负载均衡的 多 维 约 束 任 务 调 度 机 制 用 户作业能按时完成 但是云计算系统价值最优化达不到期望的效果 有关云计算资源调度的优化问题值得进一步深入研究探讨
　　云计算环境中的资源池
　　云 计 算 是 一 种 建 立 在 互 联 网 上 的 新 型 信 息 基础架构云计算是从计算机集群到并行计算模式进而抽象到云虚拟机 最后得到云计算资源池的概念 云计算资源池如图 所示可以分为以下三部分边缘部分为 云 计 算 资 源 池 的 连 接 服 务 连 接 服务符合 的访问发 布发 现 工 作 方 式 方 格 是计 算 机 集 群 组 成 的 资 源 池 模 块其资源描述为 接 口 绑 定服 务部 分 资 源组成域的概念 云计算资源池边界不定 可以自由伸缩图 云计算资源池模型
　　云计算资源池处于资源虚拟化层屏蔽了物理资源层的发布 细 节 为上层管理中间件提供支持云计算资源池是云环境的有机组成部分其概念是从云计算中延伸发展出来的 它将真实的物理资源通过虚拟化的方式进行统一管理和分配是向用户提供透明计算服务和数据存储功能的大规模分布式系统 用户只需关注最终结果 而无需了解这一结果产生的内部具体细节
　　云计算资源调度模型
　　云计算环境下资源实体关系从 构 成 数 据 中 心 的 基 础 构 件 向 上 层 应 用 的 角度分析云计算环 境 中 的 资 源包 括 物 理 服 务 器 集群 虚 拟 服 务 器 集 群 安 全 组中 间 件应 用 服务调 度 域数 据 中 心 等 数 据 中 心 资 源 之 间 包 含相互关系如图 所示 云计算环境下的物理服务器集群由 网 络 硬 盘内 存 等 组 成 虚 拟 服务器集群可以把用户服务请求透明地分配到合理的服务器上当用户访问的服务器出现异常时 智能集群系统就会把用户的任务请求转移到正常工作的服务器上图 云环境数据中心资源之间关系图云计算环境下资源调度管理流程云 计 算 工 作 环 境 下 用 户 任 务 调 度 管 理 工 作 流程如图 所示主要由三部分组成 用户模块管理节点模块计 算存 储 节 点 模 块 用 户 提 交 任 务 到资源管理中心判断用户任务类型和属性选 择 适合任务特性的调度算法 然后把相关信息发送给任务管理中心任务管理中心向计算节点提交任务当计算节点处理结束后把执行结果反馈给任务管理中心任务管理中心再把计算结果返回给用户在云计算 环 境 下 节 点 状 态 监 控 中 心 动 态 监 控 计算存 储 节 点 信 息 和 任 务 调 度 中 心在 发 生 异 常 时及时采取相关处理措施图 云环境下用户任务调度管理图刘 赛 等云环境下资源调度模型研究云计算环境下任务调度算法资源池是云计算的最关键技术之一高效地调度云计算资源池中的资源有其重要的现实意义云计算数据中心分为多个调度域一个调度域内包含有多台物理机 一台物理机含有多个假定 每 一 个 物 理 服 务 器 的 负 载 属 性 为内存网 络 物理服务器综合负载均值为物理服务 器 综 合 负 载 报 警 值 为 当 一 台 物 理服务器在时间 内的平均 负 载 率 不 高 于其中 为相对较小的常数 时我们认 为 物 理 服 务器工作正常假 定 一 个 的 利 用 率 为 此 在 时间内的平均 利 用 率 一 台 物 理 机 上 所 有 的利用率的平均值为这台物理机 利用率 一个调度域 内 所 有 物 理 机 的 利用率为调度域内 的 负载均值 依据物理机的 计算能力 进 行 加 权 平 均得 到 负 载 均 值负载报警值假定一台物理机内存在 时 间 内 的 平 均 利用率为 一个调度域内 所 有 物 理 机 的 内 存 利 用率为 物理机各自 的 内 存 大 小 为 则 得 到 内存 的 负 载 平 均 值 负 载 报 警 值假定一台物理机网络在 时 间 内 的 平 均 利用率为 一个调度域内的物理机网络利用率为物理机各自的网络带宽为 则得到网络的负载平均 值 负 载 报 警 值调度算法的主要思想是 根据事先设置的报警阈值判断物理服务器状态是否良好如若存在异常则调整服 务 器 然 后 找 出 个 数 加 权 内 存网络相对这三个属性的负载均值的方差最小的一个如下所示算法 云计算资源池调度管理输 出 任务部署集群状态初 始 化令 为 报 警 队 列 为人工优化队列为 新 任 务 队 列 为 虚 拟 机 集 合 为 物 理 机 号为 物 理 机 集 群 为 单 任 务不 为 空将 报 警 物 理 机 迁 下 利 用找 出 可 以 移 除 的 虚 拟 机将 调 度 域 内 的 个 物理 机 列 成 矩 阵利 用 公 式 计 算 出负载均值方差最小的物理机将移除的虚拟机部署在此物理机上不 为 空将需要优化的物理机 迁 下 利 用优 化 目 标 值 找 出 可 以 移 除 的 虚 拟 机将 调 度域 内 的 个 物 理 机 列 成 矩 阵利 用公 式 计算出负载均值方差最小的物理机 将移除的虚拟机部署在此物理机上不 为 空任 务 类 型 为将 调 度 域 内 的 个 物 理 机 列 成矩阵利 用 公 式 计算出负载均值方差最小的 物 理 机输出给执行模块 任务部署在此物理 机 上将 调 度 域 内 的 个物理机集群列成矩 阵以集群为单位利用公式 计 算 出负载均值方差最小的物理机集群 任 务 部 署到 此 集 群 上实验结果与分析本文 实 验 使 用 平 台 模 拟 云 计 算环境我们约定云计算资源池中有 台 物 理 主机用户任务请求工作数量在 到 之间任务请求使用资源池按泊松流到达又各作业使用云计算资源池的 时 间 符 合 负 指 数 分 布 云 计 算 资 源综合利用率乘积法 是目 前 任 务 负 载 较 好 的 算 法之一实验中用资源池调度管理算法和综合利用率乘积法作比较设定报警物理机负载阈值为手动优化物 理 机 综 合 负 载 目 标 值 设 为 对 比两种算法 在 云 计 算 环 境 下 资 源 池 负 载 的 均 衡 度如图 所示本文设计的云计算资源池模型在不同任务数量的情况下 其资源池负载均衡度均比利用率乘积法负载均衡度高为 了 进 一 步 测 试 作 业 排 队 使 用 资 源 池 策 略 的性能图 分别为综合负载资源调度算法和综合利用率乘积算法完成相同数量的任务所使用的时间分布情况 由图 可见综合负载资源调度法与综合利用率乘积法相比 执行时相同数量的用户任务计算机工程与科学图 云计算资源池负载均衡度所需的执行时间 更 少 时 间 波 动 范 围 更 小 更 具 有时间可控性图 两种资源池任务调度算法执行时间对比仿真结果表明本文的综合负载资源调度更能有效地解决云计算环境下资源负载问题使得云计算节点在高效完成任务的情况下云计算资源负载均衡效果更好有利于整个云计算环境正常工作
　　结束语
　　本文介绍了云计算下资源池模型分析了云计算资源调度流程和云计算环境下实体之间的关系建立了一种云计算环境中资源调度算法综合考虑了云计算资源池中各种资源的综合负载情况采用人工加自动的虚拟机迁移技术实现云计算中物理服务器的负载 均 衡 仿真实验表明云计算资源调度模型具有很 好 的 效 果 下一步我们将对云计算环境下任务的动态并发性进行研究完善云计算资源管理调度模型 设计更加高效的调度算法为 用户提供更加高效的服务
    参考文献 葛 新基于云计算集群扩展中的调度问题研究 合 肥 中国科学技术大学方 锦 明云 计 算 中 基 于 的虚拟资源调度算法 计算机工程与设计裴 养吴 杰王 鑫基于粒子群优化算法的虚拟机放置策略计 算 机 工 程冯 小 靖 潘 郁云计算环境下的 资源负载均衡算法计算机工程与应用李 强郝 沁 汾肖 利 民等云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化 计 算 机 学 报张 潇 丹李 俊一种基于云服务模式的网络测量与分析架构计算机应用研究刘 鹏云 计 算 第 二 版北 京电子工业出版社作者简介刘 赛 男江 苏 徐 州 人 硕 士生研究方向为云计算资源池刘 赛 等云环境下资源调度模型研究