云工作流模型：任务优化调度关键技术研究

在云计算工作流系统中，调度问题的关键在于运用合理的调度策略，使得服务时间、服务费用最少。因此，提出了新的云计算工作流的任务优化调度模型。云计算工作流的任务优化调度模型如图6-3所示。

图6-3　云计算工作流调度体系结构

在优化调度模型中，资源及应用中心主要管理云计算环境下的资源和服务；处理器负责对任务进行预调度，预调度根据用户的QoS约束，采用合理的调度算法对任务和资源之间的关系进行优化，为调度预留资源；调度器感知资源当前的负载情况，预计任务在当前调度中的耗费，保证任务在最佳的时机被调度执行。

在第一阶段的调度步骤如下：

（1）根据工作流定义搜索资源；

（2）将用户的QoS目标要求分配到任务中；

（3）选择最优调度算法；

（4）将工作流任务调度到调度器准备执行。

任务完成时间Ttotal和价格Ctotal两个参数对应的模型：

（1）完成时间模型：调度的完成时间表示为用户提交一个工作流应用的开始时间到得到需要的结果的时间间隔。(www.xing528.com)

其中，Ttotal包括整个工作流的执行时间、网络传输时间。工作流执行时间与所使用的调度策略、系统负载情况和性能相关。网络传输时间则取决于系统中的网络时延和任务所包含的数据大小。

（2）价格模型：任务的价格定义表示如公式（6-5）所示：

其中，任务的处理价格表示为，cij为每个单位时间的处理价格；任务数据的传输成本表示为，为单位时间的传输价格。

若两个任务ai、aj之间有数据依赖性，则这两者之间的传输价格计入总价格中；对于在同一云节点上执行的任务，其间的传输价格忽略不计。

在调度模型中，根据DAG的特点，考虑任务的不同优先级。由回溯，得到任务ai的优先级prior（ai），则优先级的计算如公式（6-6）所示：

其中，，为平均结束时间。

调度策略中对于任务的排序：在执行任务前，根据任务的优先级进行排列，提供一个根据任务之间优先级限制的线性排列顺序。而工作流调度问题就是构建任务到云节点的二元组Q，该二元组由时间、价格构成，表示为