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专利号: 2020108490127
申请人: 南京信息职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种异构云环境下实时任务的调度优化方法,其特征在于,包括:接收实时到达的任务,将任务分配给下层的各个计算节点;

接收分配的任务后,将任务安排给节点计算资源进行计算;

设置自底向上的资源重分配机制,当监测到某段时间内资源负载不均衡时,采用有效的调整策略使得在短时间内重新达到计算资源的负载均衡状态;

根据调度策略和资源重分配机制实时地对任务进行调度,实现任务的负载均衡分配和完成时总延时最小的优化目标。

2.根据权利要求1所述的一种异构云环境下实时任务的调度优化方法,其特征在于,接收实时到达的任务,将任务分配给下层的各个计算节点的方法具体包括:调度层通过用户层接收实时到达的任务,根据中央调度策略将任务分配给下层的各个计算节点。

3.根据权利要求2所述的一种异构云环境下实时任务的调度优化方法,其特征在于,所述调度层由中心调度层和节点调度层组成,所述节点调度层包括节点等待队列和节点调度器,所述中心调度层包括中央缓冲区和中央调度器;

调度层通过用户层接收实时到达的任务,根据中央调度策略将任务分配给下层的各个计算节点的方法具体包括:所有参与调度的任务用集合T表示,集合T中的元素表示来自用户层的每个实时任务:T={t1,t2,…,ti,…,tn}

每个实时任务用一个五元组ti表示:

其中ai表示任务到达时间,di表示任务截止时间, 表示任务对CPU频率的最低要求, 表示任务对内存的最低要求, 表示任务的预估执行时长,统一化标准为在平均算力的VM上执行的时长;

实施中央调度策略,将从用户层接收的任务暂存到中央缓冲区中,采用截止时间优先的策略,考虑中央缓冲区中第一个任务tx,根据任务tx对CPU主频和内存的需求,筛选掉不符合要求的计算节点,留下符合任务需求的节点1~m,分别计算其在1~m服务器资源上的处理时间et;

分别计算节点1~m中等待队列的任务执行总时长,将tx分配给任务执行总时长最短的计算节点。

4.根据权利要求3所述的一种异构云环境下实时任务的调度优化方法,其特征在于,接收分配的任务后,将任务安排给节点计算资源进行计算的方法具体包括:各个计算节点接收从中心调度层分配的任务后,根据调度策略将任务安排给节点计算资源进行计算。

5.根据权利要求4所述的一种异构云环境下实时任务的调度优化方法,其特征在于,各个计算节点接收从调度层分配的任务后,根据调度策略将任务安排给节点计算资源进行计算的方法具体包括:实施节点调度策略,节点等待队列用于存放等待分配给资源的任务,并根据节点队列中任务的紧急程度将队列进行排序,节点调度器将最紧急的任务调度到虚拟机上执行,即优先为最紧急的任务分配计算资源;

任务tx的紧急程度计算方式如下:

其中ct为当前时间,dx为任务的截止时间, 为任务tx在节点j上执行时间,lx为紧急程度;

当等待队列中有任务的紧急程度小于计算节点上正在被执行的任务的紧急程度时,该任务抢占正在执行的任务,占用计算资源,直到任务执行完成或有其他紧急程度更小的任务抢占计算资源。

6.根据权利要求5所述的一种异构云环境下实时任务的调度优化方法,其特征在于,所述资源重分配机制分为节点层和中央层,所述节点层包括节点检测器和节点控制器,所述中央层包括中央控制器、中央召回器、中央缓冲区;

当监测到某段时间内资源负载不均衡时,采用有效的调整策略使得在短时间内重新达到计算资源的负载均衡状态的方法具体包括:节点检测器负责监测各个节点等待队列中的任务状态,实时反馈给中央控制器;

当中央控制器发现一段时间内系统中有明显的资源负载不均衡状态时,决定是否需要将某些节点中的任务召回至中央层进行再分配,若需要则向需要召回任务的计算节点发送召回信号;

收到召回信号的节点由节点控制器决定队列中哪个任务将被召回,然后报告给中央召回器;

中央召回器最后将任务召回至中央缓冲区,至此完成一次任务召回操作。