时间约束下可靠性增强的网格工作流调度算法

如何在动态性极强的网格环境中有效调度工作流应用并满足用户的QoS需求是一个难题.传统的基于资源静态特征的启发式调度算法或预留策略缺乏对资源动态服务能力的有效评估而无法保证工作流应用的截止时间约束.本文采用随机服务模型建模网格资源的动态性能并考虑资源内处理单元失效的情况.利用生灭过程描述资源节点中处理单元数目的变化情况并给出了资源节点在任务截止时间内的可靠性评估方法.在此基础上,提出一种可靠性增强的网格工作流调度算法RSA_TC.实验结果表明RSA_TC算法相对于DSESAW和PFAS算法,能有效保证用户截止时间的要求,对动态网格环境有较好的自适应性.     

网格环境下费用约束的科学工作流可靠调度算法

网格基础设施是目前科学工作流应用规划、部署和执行的主要支撑环境.然而由于网格资源的自治、动态及异构性,如何在保障用户QoS约束下有效调度科学工作流是一个研究热点.针对费用约束下的科学工作流调度问题,为了提高其执行的可靠性,本文使用随机服务模型描述资源节点的动态服务能力并考虑本地任务负载对资源执行性能的影响,给出一种资源可靠性的评估方法,在此基础上提出一种费用约束下的科学工作流可靠调度算法RSASW.仿真实验结果表明RSASW算法相对于GAIN3,GreedyTime-CD及PFAS算法,对工作流的执行具有很好的可靠性保障.     

一种改进的网格资源调度算法及其有色Petri网建模和分析

在Sufferage算法基础上提出了一种改进的网格资源调度算法ISufferage,从两个方面进行了改进:(1)考虑执行开始前输入数据以及执行完成后输出数据的存取和传输时间对调度决策产生的影响;(2)在算法中考虑用户的QoS要求,在追求最小的任务完成时间的同时兼顾用户QoS要求.为了对改进算法进行性能分析和评价,使用有色Petri网对网格调度系统和ISufferage算法进行了建模和仿真分析.结果表明,ISufferage比Sufferage算法更适合于实际的网格环境,能更好地满足用户的QoS要求.     

基于混沌遗传算法的网格工作流调度应用

动态网格环境中, 多QoS(服务质量)约束下的工作流调度问题是决定其任务执行成功与否及效率高低的关键。现有的网格工作流调度算法难以满足实际应用中的不同需求, 同时算法欠优化, 难以提供多种策略, 由此提出了一种基于期限与预算两个QoS约束的改进型混沌遗传算法。首先, 为避免算法出现收敛停滞将混沌机制引入遗传算法并对变异概率进行自适应处理。其次, 提出时间和预算的线性结合概念, 将目标函数转换为适应值函数。最终基于工作流调度中的平衡结构和非平衡结构测试了算法的有效性。     

基于截止时间满意度的网格工作流调度算法

动态网格环境中用户截止时间保障是工作流调度问题的一个挑战.利用随机服务模型来描述网格资源的动态处理能力及其动态负载压力,提出了截止时间满意度的概念和工作流截止时间满意度的计算方法.将以DAG图形式表示的任务执行关系转换为以数值表示的任务执行优先级,并根据最大截止时间满意度优先的思想,确定执行工作流子任务的候选资源;将工作流全局截止时间划分问题描述为一个约束下的非线性规划问题并通过已有方法求解该问题,提出了一种截止时间满意度增强的工作流调度算法(DSESAW).仿真实验采用实际网格应用和系统数据来验证所提出算法的性能表现,实验结果表明新算法在网格环境的自适应性和用户截止时间保障方面优于其他两种实际网格系统中的调度算法.     

一种多重约束下确保成功率的云工作流调度方法

为提高多重约束下的调度成功率,提出一种满足期限和预算双重约束的云工作流调度算法。将可行工作流调度方案求解分解为工作流结构分层、预算分配、期限分配、任务选择和实例选择。工作流结构分层将所有工作流任务划分层次形成包任务,以提高并行执行程度;预算分配对整体预算在层次间进行分割;期限分配将全局期限在不同层次间分割;任务选择基于任务最早开始时间确定优先级,得到任务调度次序;实例选择根据时间和代价均衡因子,获取任务执行最佳实例。仿真结果证明,该算法在调度成功率、同步优化工作流执行时间与执行代价上相较对比算法更好。     

QoS约束云环境下的工作流能效调度算法

云环境可以为大规模工作流的执行提供高效、可靠的运行环境,但工作流执行时带来的高能耗不仅会增加云资源提供方的经济成本,还会影响云系统的可靠性,并对环境产生不利影响。为了在满足用户截止时间QoS需求的同时降低云环境中工作流调度的执行能耗,提出一种工作流能效调度算法QCWES。该算法将工作流的能效调度方案求解划分为3个阶段:截止时间重分配、任务调度选择排序以及基于DVFS的最佳资源选择。截止时间重分配阶段旨在将用户定义的全局工作流截止时间在各个任务间进行重分配,任务调度选择排序阶段旨在通过自顶向下的任务分级方式得到任务调度序列;基于DVFS的最佳资源选择阶段旨在为每个任务选择带有合适电压/频率等级的最优目标资源,在满足任务的子截止时间的前提下使总体能耗达到最小。通过随机工作流和基于高斯消元法的现实工作流结构,对算法的性能进行仿真实验分析。结果表明,所提算法可以在满足截止时间约束下降低工作流的执行能耗,实现用户方的QoS需求与资源方的能耗间的均衡。     

基于微粒群算法的网格工作流优化调度问题的研究

网格工作流中的调度问题是一个复杂且具有挑战性的问题,它影响着网格工作流执行成功与否及效率的高低.针对具有时序和因果约束关系的网格工作流优化调度问题进行了研究,建立了网格工作流的任务调度模型和调度问题的目标模型,并应用微粒群算法来优化网格工作流中任务的调度.实验结果证明该算法优于传统的调度算法.     

基于时序一致的工作流费用优化方法

针对效用网格下的工作流时间约束-费用优化问题,分层算法将工作流进行分层并逐层进行优化调度,取得了良好效果.然而,这类分层算法由于缺乏更有效的截止时间确定策略来保证时间约束而使得算法的适用性受限.在已有算法截止期约束的逆向分层算法(deadline bottom level,DBL)的基础上,研究工作流的时序特征,并基于任务的一致性状态对费用进行优化,提出了基于时序一致的截止期约束逆向分层算法(temporal consistency based deadline bottom level,TCDBL).TCDBL通过一致性时间点来保证时间约束,解决了DBL的适用性受限问题;同时基于各层并行度分配冗余时间,基于宽松时间约束策略进行费用优化,达到了进一步减少工作流执行费用的目标.实验结果表明TCDBL的费用优化效果比DBL改进了约14%.     

多QoS约束下网格工作流调度的克隆选择算法

多QoS约束下的工作流调度是网格计算中难以求解的问题.在深入剖析该问题难解性基础上,采用克隆选择算法求解该问题.首先通过增加网格服务的唯一标识,简化工作流调度的编码方式.其次,提出QoS偏好的概念,将调度问题的目标函数转换为适应值函数.该算法具有QoS属性的可扩展性.最后通过大量实验,优化算法参数,与基于遗传算法、蚁群算法的调度算法对比,克隆选择算法求解效率较优.在扩展情况下,与单一QoS约束下的时间、费用贪婪算法对比,克隆选择算法能进行最优调度.     

扩展QoS指导的网格任务调度算法

考虑了网格任务多级别QoS需求，根据任务的服务质量级别进行排序，优先调度服务质量级别较高的任务，提出一种扩展QoS指导的Min-Min启发式网格任务调度算法。模拟实验结果表明，与QoS指导的Min-Min启发式算法相比，该算法在3种情况下的调度性能均能提高4.3%以上，具有较好的调度效果。     

一个市场驱动的QoS网格工作流任务调度算法

网格调度关系到整个网格任务运行的效率,因此在网格的研究过程中,已经提出了很多调度算法.但这些算法大部分是对元任务(Meta-task)进行调度,很少是针对关联任务的.在考虑用户QoS(Quality of Service)需求的情况下,提出了一个市场驱动的QoS网格工作流任务调度算法.仿真实验结果表明了该算法的合理性和有效性.     

基于OGSA网格的分层式网格任务调度器设计

文章根据网格任务调度的需求、网格任务调度的特点,在充分分析一般网格任务调度的过程等的基础上,另外考虑到了网格计算环境的一些特点,比如虚拟化、分层次及自治的本质特征,以及在工作流任务协同需求下网格任务的资源依赖、粗粒度、重复执行等特性的前提下,改进设计了一种网格工作流任务主从式分层调度模型,并给出了调度策略和调度算法实现。该调度器模型在实际的网格工作流任务协同系统中得到了较好的应用效果。     

基于多维QoS约束的网格任务调度算法

针对现有网格任务调度算法存在的问题,提出一种基于多维服务质量(QoS)约束的算法,综合考虑2种造成任务停滞的原因,从多维QoS参数匹配最优出发,利用过滤值进一步提高网格系统的利用率,减少任务的完成时间,降低任务的失效率,从而更好地满足用户的QoS需求。仿真实验结果表明,该算法符合网格的复杂环境,且是有效的。     

多QoS约束的双目标最优的网格工作流调度研究*

针对当前网格工作流调度算法中大多只考虑DAG结构的网格工作流,涉及QoS参数较少或将多QoS参数聚合成一个单目标函数进行优化调度,提出了一种多QoS约束的双目标最优的网格工作流调度算法。该算法是基于AGWL网格工作流模型和改进的MOPSO算法,其目标是在满足可靠性、可利用性和声誉这三维QoS参数约束下,同时最小化两个冲突目标,即响应时间和服务费用。通过与原MOPSO所设计的网格工作流调度算法比较,该算法能获得更优的优化解。     

基于QoS参数综合模型的网格资源选择优化

QoS是网格任务执行的基本保证,针对网格资源选择中复杂的QoS参数处理过程,将QoS参数按照用户的关心程度进行分类,提出了一种简化的参数处理模型,设计了支撑该模型的QoS体系结构,给出了优化资源调度过程的算法。实验表明,该模型提高了系统吞吐量和资源匹配成功率,缩短了任务的平均完成时间,最终实现了整个系统资源利用率的提高。     

一种满足可靠性和能效的云工作流调度方法

为了同步解决云工作流调度时的失效和高能耗问题,提出一种基于可靠性和能效的工作流调度算法。算法为了在截止时间的QoS约束下最大化系统可靠性并最小化调度能耗,将工作流调度过程划分为四个阶段:计算任务优先级、工作流任务聚簇、截止时间子分配和任务调度。算法在满足执行次序的情况下对任务进行拓扑排序,并以通信代价最小为目标对任务进行聚簇;将截止时间在任务间进行子分割;以合适的频率/电压等级对聚簇后的任务进行调度,在确保可靠性的前提下最小化系统能耗。通过随机任务图和高斯消除任务图进行综合仿真测试,结果表明算法在降低总体能耗和提高工作流调度可靠性方面均优于对比算法。     

网格环境下一种可调目标的启发式调度策略

针对网格环境下不同类型的任务执行时间相差较大的问题,提出了基于任务平均执行时间的忍耐度的概念,重新构造了启发式规则,体现了任务QoS的要求;并将这种服务质量的需求与任务完成时间相结合,给出了一个可调节的局部目标函数,实现了一种基于任务完成时间和任务服务质量的启发式调度算法OA-Sufferage;最后,给出了服务率(service ratio)的概念和定义,定量地衡量任务得到的服务质量.实验结果表明,该策略优先调度那些等待时间相对于执行时间较大的任务,提高了任务的服务率;而且可以通过调节局部目标函数中的偏好因子(preference factor),追求任务完成时间和QoS的不同目标,更加适合开放复杂的网格环境.     

融合DE和NSGA-Ⅱ算法的网格工作流调度研究*

针对当前网格工作流调度算法中大多只考虑DAG结构的网格工作流、考虑QoS维数较少及将多QoS参数聚合成一个单目标函数进行优化调度的现状,基于AGWL网格工作流模型,提出了一种带QoS约束的多目标优化的网格工作流调度算法,该算法是将DE的变异和交叉算子替换NSGA-Ⅱ中的变异和交叉操作所设计的一种调度算法。通过与基于NSGA-Ⅱ的网格工作流调度算法比较,表明了该算法的有效性。     

基于AGWL网格工作流模型的服务质量估算研究

针对ASKALON网格工作流管理系统中缺乏对服务质量组合方面的研究,基于AGWL网格工作流模型,提出了一种网格工作流服务质量的估算算法。该算法的主要特点是:1)基于AGWL语言;2)可扩展的QoS度量;3)多维全局QoS度量。最后,用仿真实验验证了该算法的可行性。