《面向雲計算實時服務的調度模型與算法研究》是依託西南交通大學，由滕飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向雲計算實時服務的調度模型與算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：滕飛
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著雲計算與各行業廣泛而深入的結合，多樣化的服務對於時效性要求越來越高。當前雲計算實時研究多關注於回響速度而忽視截止期保障。由於雲平台數據分布化、計算並行化、集群動態化等特點，傳統實時調度理論無法套用於雲計算場景，妨礙了雲服務的拓展。本課題圍繞雲計算實時調度的核心問題，首先分析多種基於並行數據計算框架雲平台的結構和存儲特點，提煉其計算流程的共性，建立形式化、可分析的雲計算實時調度理論模型。其次，研究解決實時調度可靠性中的三個關鍵問題：①硬實時作業的可調度性分析和線上接入控制測試方法；②軟實時作業伺服器的接納能力和回響速度；③實時容錯版本控制和冗餘縮減等。最後，研究大規模異構系統中作業完成時間的估計方法，設計面向現實雲計算系統具有避錯容錯功能的自適應多模實時調度器。本課題旨在增強現有雲計算系統對實時服務的處理能力，創新並行數據計算框架的模型研究，從而為建立雲計算實時調度理論體系奠定基礎。
結題摘要
隨著雲計算在各個行業的深入和普通用戶的激增，服務種類多樣化，服務作業的實時性需求也越來越高，然而雲計算平台對實時調度的支持和研究相對較少。本課題以開源Hadoop平台為例分析了雲平台的結構特點和並行數據計算框架的執行流程，分別提出了適用於物理集群和虛擬集群的雲計算實時調度的理論模型，重點開展了周期性實時作業的可調度性能理論分析，主要結論包括（1）建立了系統利用率和作業集可調度性之間的關係，推導了系統的最小使用率公式並以此作為系統接入控制的理論上限。（2）探討了IaaS平台下虛擬資源分配與系統空閒時間的關係，提高了對實時作業的接納能力。（3）研究了在節點速度可變的異構雲平台下實時作業的可調度性判定問題，證明了系統狀態轉換時的維持任務級可調度的充分條件，推導了能耗最小化時單一節點的最優計算速度（4）容錯方面，設計了基於並行數據計算框架的副版本容錯模型，推導了採用主動副版本策略所需要的副版本數的理論下限。根據不同節點的可靠性及計算性能建立了節點宕機誤判損失算法，縮短容錯處理時間。在以上理論研究的基礎上，針對不同作業服務類型提出了適用於Hadoop平台的作業時間估計算法和實時調度算法，開發了雲平台調度管理系統軟體，通過Xen虛擬化技術實現了對雲平台資源的快速部署、調度和伸縮。鑒於並行數據計算框架種類不斷豐富，開發了多種並行數據計算框架的代碼自動翻譯軟體，擴展研究了雲計算調度在粗糙集、聚類集成、知識獲取上的套用。
