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基于价格反馈机制的网格任务管理研究

时间:09-03 来源:互联网 点击:

4 基于价格反馈机制的调度策略
在提交任务队列ATQ中,改变传统的先来先服务(FCFS)和短作业优先(SJFS)的调度思想,在任务进入提交队列时,对任务的执行时间进行估算,具体实现为:


式中,k为任务需求资源的数量;mi为该资源的任务需求量;fi为需求资源量级权重,是由资源的需求量的范围等级决定;vi为该资源的平均执行速率。
在得到任务的预算时间后,根据任务描述的时间要求,进行差值运算,所得到的剩余时间作为调度任务的依据。每次选取提交队列中剩余时间最少的任务进行调度。
在TSC的调度策略中引入经济学的价格凋控机制,在任务调度时,选择可满足任务的价格最低资源进行调度。在任务的调度过程中,主要有两个关键因素:一个是有效资源,其定义为:对于各个资源节点,根据任务描述,过滤该节点的所有空闲资源,凡是符合任务需求的资源称为有效资源;二是价格制定。价格的形成取决于诸多因素,对于一个任务来说,其定价公式:


式中,A是资源的价格因子;M是资源的基本因子;η1、η2、η3、η4分别是任务完成好、中、差及未完成的质量因子;n、m、k、l是与质量因子对应的次数:α是资源的服务等级;P是当前资源的调度价格;ω是资源联合工作方式系数,β是联合工作资源节点的数量;t为该资源节点的网络传输状态权重。
根据这两个关键因素,TSC在每次任务调度时,首先对各个资源节点的资源进行筛选,获取具有有效资源的资源节点信息,然后根据各个资源节点的资源价格参数、服务质量参数及其当前各节点的网络状态等参数制定任务调度价格,然后选取价格最小的资源分配方案进行任务调度。如果没有任何一个资源节点可以满足任务中单一资源需求,则先获取每个资源节点该资源的单位价格,然后按照由低到高的顺序,将任务发放到各个资源节点直到完全满足需求为止。
经过TSC调度过的任务从ATQ中移出投放到STQ队列中去。此时,DTC根据各个任务的调度安排,将相应的数据集的副本传输到相应的资源节点。任务在各个资源节点执行时,如果发生异常,并在规定的时间内无法继续执行,则中断任务,向该任务的任务调度节点发送错误报告。该任务调度节点根据错误报告,首先重新调度STQ队列中的中断任务,此时该任务的调度优先级大于ATQ中任何任务的优先级。成功调度后,在STQ队列中恢复该任务的执行,同时在TFO队列中加入中断任务信息及其相应中断错误信息。若任务成功完成,则将STQ队列中的对应任务移出,同时将任务及其相关完成状况信息加入到TFQ队列中。
TFQ队列即任务反馈队列,主要记录各个已完成任务的反馈信息。PFC根据这些信息,调整各个节点的价格参数,其主要功能是将完成质量好、执行效率高的资源节点的价格参数降低,使其更容易被调度;提升完成质量低、执行效率低的资源节点的价格参数,使其难以调度;在执行任务时,由于自身异常发生错误而中断任务执行的资源节点。不仅大幅度提升其价格参数,还要对其在该任务执行中造成价格亏损进行惩罚处理。价格反馈机制虽然改变资源节点的价格参数,但它对任务调度的选取没有绝对决定作用,因为在调度过程中,资源的选取不仅与各个资源节点的一系列价格参数有关,还与网络状态、资源空闲率以及是否是有效资源等因素有关。对于由联合参数决定的价格,它不仅反映当前时间段内各个资源节点的服务质量(QoS),而且反映各个资源节点间的负载均衡及其网络传输效应。这样服务质量不好,价格参数高的资源节点也会伴随着网格环境中任务的数量增加而重新被调度,从而通过任务执行,改变自身的价格参数。因此,各个资源节点同类资源的价格参数不尽相同,也是动态变化,它总是随着任务的执行而不断改变,是资源站点服务近期服务质量的标志。
在该调度模型中,资源的选取所依据的价格并不等同于网格服务计费中的实际价格。它只是一种服务质量与负载平衡反应的测度。通过价格的调控,使需调度的任务总是选取当前综合性能最合理的资源节点,而不是单一的性能最好或是资源空闲率最大的节点。

5 结束语
T2DSM网格调度模型的设计以及基于价格反馈机制的调度策略,是将网格任务调度时的各个要素通过经济学中的价格机制来反应,通过不同时刻下各个资源节点的价格的动态变化以及任务完成后资源的价格反馈调整,实现任务与资源的实时、科学合理匹配,符合网格环境下资源使用的负载平衡及用户对任务的服务质量需求。

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